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9 - Bombas - Portal da Indústria

1. Di metro Velocidade m dia m s D D mm 0 20 0 40 0 60 0 80 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 1 4 9 25 0 301 0 295 0 293 0 292 0 291 0 290 0 289 0 289 0 289 3 8 12 52 0 230 0 226 0 224 0 224 0 223 0 222 0 222 0 222 0 222 1 2 15 8 0 192 0 188 0 187 0 186 0 186 0 185 0 185 0 185 0 185 34 20 93 0 157 0 154 0 153 0 153 0 152 0 152 0 152 0 151 0 151 1 26 64 0 134 0 132 0 131 0 130 0 130 0 130 0 130 0 130 0 129 1 35 05 0 113 0 111 0 111 0 111 0 110 0 110 0 110 0 110 0 110 1 40 89 0 104 0 102 0 102 0 101 0 101 0 101 0 101 0 101 0 101 2 52 51 0 091 0 089 0 089 0 089 0 089 0 088 0 088 0 088 0 088 2 62 71 0 083 0 082 0 081 0 081 0 081 0 081 0 081 0 081 0 081 3 77 93 0 075 0 074 0 073 0 073 0 073 0 073 0 073 0 073 0 073 4 102 26 0 066 0 065 0 065 0 065 0 064 0 064 0 064 0 064 0 064 6 154 05 0 055 0 055 0 054 0 054 0 054 0 054 0 054 0 054 0 054 8 202 7 0 050 0 049 0 049 0 049 0 049 0 049 0 049 0 049 0 048 10 254 5 0 046 0 045 0 045 0 045 0 045 0 045 0 045 0 045 0 045 12 303 2 0 043 0 042 0 042 0 042 0 042 0 042 0 042 0 042 0 042 14 333 4 0 041 0 041 0 041 0 041 0 041 0 041 0 040 0 040 0 040
2. Voltando ao desafio Como vimos no in cio deste cap tulo o propriet rio da fazenda Santo Antonio situada na cidade de Campos de Jord o SP quer implantar na fazenda um sis tema de irriga o captando gua de um lago em sua propriedade O projeto de capta o ser elaborado por um engenheiro que foi contratado para esse fim Cap tulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 121 Para iniciar a elabora o do projeto o engenheiro tem que conhecer a altura total do sistema a partir de alguns dados medidos por seus funcion rios e outros calculados por ele e que s o e Altura geom trica de suc o H 1m geos e Perda de carga de suc o AP 1 032mca e Altura geom trica de descarga Husa 45m e Perda de carga de descarga AP 2 925mca A partir destes dados calcular a altura total do sistema H utilizando a express o H H eoa AP H e AP portanto geos H 45 2 925 1 0 1 032 49 957m Com o resultado acima o engenheiro concluiu que a bomba dever ser capaz de elevar a gua a uma altura de aproximadamente 50m Resumindo Neste cap tulo foi visto que a altura geom trica do sistema hidr ulico varia con forme a instala o e as posi es dos reservat rios de descarga e suc o Viu se tamb m que a altura real da instala o deve considerar al m da altura geom trica a perda de carga para poder determinar a altura total do sistema que a altur
3. Cap tulo 8 Instala o da bomba 177 e Todas as tubula es devem ser alinhadas naturalmente com o flange da bom ba Caso o desalinhamento seja inevit vel deve se utilizar junta de compen sa o que tamb m utilizada muitas vezes como junta de dilata o t rmica Aten o Nunca se deve for ar o alinhamento da tubula o no flange da bomba para que n o ocorram esfor os na carca a da bomba Figura 114 Juntas de compensa o de desalinhamento e dilata o TUH a BR e gt ir Comprasa o F TE A O axial pi Him Posi o Mir E i neutra Att A eth eS Mesimanto Lateral Exlons o E Axi V lvulas Nesse item apresentamos de maneira gen rica algumas v lvulas utilizadas em sistemas de bombeamento as que t m a finalidade de causar algum bloqueio ou controle do fluxo de fluido Essas v lvulas foram agrupadas em dois grupos distintos e v lvulas de bloqueio e v lvulas de controle do fluxo de fluido 178 Bombas V lvulas de bloqueio As v lvulas de bloqueio s o aquelas que trabalham geralmente em condi es de abertura ou fechamento total das passagens do fluido bem como em posi es intermedi rias de abertura fixadas por meio de comando externo Elas podem ser operadas manualmente ou por dispositivos mec nicos el tricos hidr ulicos pneum ticos ou combinados V lvula borboleta A v lvula borboleta uma v lvula de bloqueio Ela tem ess
4. z o A Figura 81 a seguir mostra a curva de rendimento Figura 81 Curva de rendimento Ponto de maxim ndiment T CO ECT TIETE ICT IE TIETE TIE vario 0 __ que PEOR ELISA rendumenic Q tino Curva de iso rendimento A curva de iso rendimento aquela que indica o mesmo rendimento de uma bomba para diferentes di metros de rotor em rela o vaz o Q e altura ma nom trica H As curvas s o desenhadas sobre um mesmo gr fico Capitulo 6 Curvas caracter sticas das bombas 129 As curvas de iso rendimento s o representadas pelo desenho da curva Q x H de cada rotor Para encontrar um rendimento de um determinado rotor tra am se as retas a partir do ponto de vaz o Q e do ponto que indica a altura manom trica H que se cruzam na curva do rotor O ponto de cruzamento tamb m indica o ren dimento da bomba O gr fico a seguir exemplifica curvas de iso rendimento para uma bomba com uma mesma carca a que pode operar com diferentes di metros de rotores D D e D com um rendimento de 86 para todos os rotores Figura 82 Curva de isorendimento CO sistema Fique ligado Para o melhor aproveitamento da energia el trica o ideal que a bomba tenha o maior rendimento poss vel para uma determinada vaz o Q e uma altura manom trica H 130 Bombas Curva de NPSH A curva de NPSH representa a press o m nima que o l quido deve ter para n o iniciar sua evapo
5. PROCELIND STRIA EDI O SERIADA 9 GUIA B SICO SCNEIEL 2 nots Eletrobr s Eq mlolo miami Pega GEEAE qrroc lt 3 oi Canasta INDUSTRIA Eletrobras EFICI NCIA ENERG TICA INDUSTRIAL Aenergia que movimenta o Brasil BOMBAS GUIA B SICO 2009 O 2008 CNI Confedera o Nacional da Ind stria IEL N cleo Central ELETROBRAS Centrais El tricas Brasileiras S A Qualquer parte desta obra poder ser reproduzida desde que citada a fonte ELETROBR S Centrais El tricas Brasileiras S A Av Presidente Vargas 409 13 andar Centro 20071 003 Rio de Janeiro RJ Caixa Postal 1639 Tel21 2514 5151 www eletrobras com eletrobr eletrobras com PROCEL Programa Nacional de Conserva o de Energia El trica Av Rio Branco 53 14 15 19 e 20 andares Centro 20090 004 Rio de Janeiro RJ www eletrobras com procel procel eletrobras com Liga o Gratuita 0800 560 506 PROCEL IND STRIA Efici ncia Energ tica Industrial Av Rio Branco 53 15 andar Centro 20090 004 Rio de Janeiro RJ Fax 21 2514 5767 www eletrobras com procel procel eletrobras com Liga o Gratuita 0800 560 506 INSTITUTO EUVALDO LODI IEL N cleo Central Setor Banc rio Norte Quadra 1 Bloco B Edif cio CNC 70041 902 Bras lia DF Tel 61 3317 9080 Fax 61 3317 9360 www iel org br CNI Confedera o Nacional da Ind stria Setor Banc rio Norte Quadra 1 Bloco C Edif cio Roberto Simonsen 7004
6. g acelera o da gravidade 9 8m s f coeficiente de atrito adimensional Y peso espec fico do fluido kg m Tabela 12 Valores de coeficiente de atrito f para tubos conduzido gua Tubos de cobre Di metro Velocidade m dia m s D D mm 0 20 0 40 0 60 0 80 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 12 10 92 0 048 0 038 0 034 0 032 0 030 0 027 0 025 0 024 0 023 15 13 84 0 044 0 036 0 032 0 030 0 028 0 025 0 024 0 022 0 022 19 16 922 0 042 0 034 0 030 0 028 0 026 0 024 0 022 0 021 0 021 22 19 94 0 039 0 032 0 029 0 027 0 025 0 023 0 022 0 021 0 020 28 26 04 0 036 0 030 0 027 0 025 0 024 0 022 0 020 0 019 0 019 35 32 13 0 034 0 028 0 026 0 024 0 023 0 021 0 019 0 019 0 018 42 38 23 0 033 0 027 0 024 0 023 0 022 0 020 0 019 0 018 0 017 54 50 42 0 030 0 025 0 023 0 021 0 020 0 019 0 018 0 017 0 016 67 62 61 0 028 0 024 0 022 0 020 0 019 0 018 0 017 0 016 0 016 79 74 80 0 027 0 023 0 021 0 020 0 019 0 017 0 016 0 016 0 015 92 87 00 0 026 0 022 0 020 0 019 0 018 0 017 0 016 0 015 0 015 105 99 19 0 025 0 021 0 020 0 018 0 018 0 016 0 015 0 015 0 014 130 123 83 0 024 0 020 0 019 0 018 0 017 0 016 0 015 0 014 0 014 156 148 46 0 023 0 020 0 0
7. o a sua vaz o OxH e Pot ncia consumida pelo motor el trico que aciona a bomba P e Rendimento a ser apresentado pela bomba mn e NPSH 126 Bombas Curva da vaz o Q em rela o altura manom trica H Essa curva mostra a rela o existente entre a vaz o Q e a altura manom trica H A partir dessa rela o Q x H o cat logo do fabricante traz as curvas das bombas que atendem s necessidades do sistema no sentido de obter maior efici ncia no bombeamento de gua e efic cia com rela o ao consumo de energia Curva da pot ncia consumida pela bomba P Em fun o das caracter sticas el tricas do motor que aciona a bomba determi na se a pot ncia energ tica que est sendo consumida por ela A curva de pot ncia consumida pela bomba fornecida pelo fabricante O fabri cante determina a curva de pot ncia da bomba a partir de medi es efetuadas no motor el trico que a aciona Essas medi es s o feitas com aparelhos pr prios tais como volt metro amper metro entre outros O gr fico a seguir mostra uma curva de pot ncia consumida PxQ Figura 80 Curva da pot ncia consumida P Pot ncia hidr ulica PH A pot ncia hidr ulica da bomba P refere se ao trabalho til da bomba para deslocar a massa de l quido em uma unidade de tempo Capitulo 6 Curvas caracter sticas das bombas 127 Rendimento da bomba I O rendimento da bomba pode ser definido como a divi
8. 0 025 0 023 0 022 0 020 0 019 0 018 0 018 1 2 39 8 0 032 0 027 0 024 0 023 0 022 0 020 0 019 0 018 0 017 2 50 4 0 030 0 025 0 023 0 021 0 020 0 019 0 018 0 017 0 016 2 64 1 0 028 0 024 0 022 0 020 0 019 0 018 0 017 0 016 0 016 3 75 5 0 027 0 023 0 021 0 020 0 019 0 017 0 016 0 016 0 015 4 98 3 0 025 0 022 0 020 0 019 0 018 0 016 0 015 0 015 0 014 Fonte Termofluidomecanica IV 2 2007 Valter Rubens Gerner AP f Leg V2 Di 29 AP f Leg V2 y Di 2 AP perda de carga m Leq comprimento equivalente da tubula o m Di di metro interno da tubula o m V velocidade do fluido no interior do tubo m s g acelera o da gravidade 9 8m s f coeficiente de atrito adimensional AP perda de carga Pa Leq comprimento equivalente da tubula o m Di di metro interno da tubula o m V velocidade do fluido no interior do tubo m s g acelera o da gravidade 9 8m s f coeficiente de atrito adimensional Y peso espec fico do fluido kg m 238 Bombas Tabela 13 Press o atmos Tabela 14 de vapor da gua H em f rica Hm em fun o da fun o da temperatura em m altura em m Tabela 13 Tabela 14 Altitude Press o atmosf rica Temperatura asas Eu m mca C kN m mca 0 10 33
9. e alinhamento antes da fixa o na base de apoio que tem por objetivo garantir que um pr alinhamento seja realizado 166 Bombas e alinhamento ap s a fixa o na base de apoio que tem por objetivo garantir que n o ocorram altera es durante o processo de fixa o e alinhamento ap s a conex o dos tubos de canaliza o que tem por objetivo garantir que os esfor os de tens o da canaliza o sobre os flanges da bomba n o alterem o alinhamento Caso ocorra altera o a canaliza o deve ser mo dificada para remover os esfor os de tens o sobre os flanges da bomba Alinhamento final O alinhamento a quente ou final realizado ap s o in cio de opera o do sis tema quando a bomba e o equipamento motriz estiverem na temperatura de funcionamento Ser realizado sempre depois que o alinhamento a frio tiver sido executado e a bomba tiver sido colocada em funcionamento Isso pode ser con seguido em uma nica etapa ap s o primeiro funcionamento visando obter o alinhamento correto quando tanto a bomba como o equipamento motriz esti verem na temperatura de opera o Da por diante o alinhamento deve ser veri ficado periodicamente de acordo com os procedimentos de manuten o Aten o Normalmente os fabricantes de bomba informam em seus manuais que o alinhamento correto de responsabilidade do instalador e do usu rio da unidade Aten o O desalinhamento entre os eixos do conjun
10. os Ww Oo Wo os oF 98 58 22 g 08 of Po SS Se qo 8s s s S28 Diametro D E 82 ES ga EE SS BS Do 4 GI dg Bo les Edo Esa s 22 Sos gi ug 8 324 ps ea s2 a5 STe Fis Sr ST 8 us a Ls as 2 gt A 8 or gE F a f pa i mm pol ja E eo y a 13 1 2 0 4 0 5 0 2 02 0 3 0 2 0 2 0 4 4 9 2 6 0 3 1 0 1 0 04 1 1 19 3 4 0 6 0 7 0 3 0 3 0 4 0 2 0 3 0 5 6 7 3 6 0 4 1 4 1 4 0 5 1 6 25 1 0 7 0 8 04 0 3 0 5 0 2 0 3 0 7 82 14 6 0 5 1 7 1 7 0 7 2 1 32 11 4 0 9 11 0 5 0 4 0 6 0 3 0 4 0 9 11 3 5 6 0 7 2 3 2 3 0 9 2 7 38 11 2 1 41 1 3 0 6 0 5 0 7 0 3 0 5 1 0 13 4 6 7 0 9 2 8 2 8 1 0 3 2 50 2 1 4 1 7 0 8 0 6 0 9 0 4 0 7 1 5 17 4 85 1 1 3 5 3 5 1 5 4 2 63 21 2 1 7 2 0 0 9 0 8 1 0 0 5 0 9 1 9 21 0 10 0 1 3 4 3 4 3 1 9 5 2 75 3 21 25 1 2 1 0 1 3 10 6 1 1 2 2 26 0 13 0 1 6 5 2 5 2 22 63 100 4 21 2 8 34 1 3 J 1 3 1 6 0 7 1 6 3 2 34 0 17 0 2 1 6 7 6 7 3 2 6 4 12 9 125 5 2 7 3 7 42 11 9 1 6 21 0 9 20 40 0 9 43 0 21 0 2 7 8 4 84 30 0 4 0 10 4 16 1 Ap s colocar esses dados numa tabela voc obter o comprimento equivalente total como explicitado a seguir Tipo Quantidade Comprimento m Ley M Trecho reto horizontal 5 0 5 0 Trecho reto vertical 5 5 5 5 V lvula
11. 20 1 2041 15 1 18 178 30 1 1644 16 02 18 648 40 1 1272 16 96 19 118 50 1 0924 17 90 19 558 Fonte Termofluidomecanica IV 2 2007 Valter Rubens Gerner Viscosidade Din mica p u Pa s N s Kg 0 10197 kgf s 10 g 10 poise 1000 centipois m m s m cm s Tabela 9 Cinem tica de alguns fluidos refrigerantes Viscosidade Temperatura Densidade E e Cinematica Dinamica C Kgf m m s N s m X 10 X10 Am nia L quido saturado 40 579 0 198 115 2 35 586 0 205 120 0 638 6 0 275 175 8 10 652 0 302 196 8 20 664 9 0 333 221 3 Am nia Vapor saturado 40 12 0322 0 860 10 35 35 10 756 0 950 10 22 0 3 457 2 629 9 09 231 Anexos Tabelas Temperatura Densidade Viscosidade Cinem tica din mica EG Kgf m m s N s m x WO X10 10 2 391 3 676 8 79 20 1 604 5 293 8 49 R22 L quido saturado 40 1128 5 0 123 139 4 35 1145 8 0 128 146 1 0 1281 5 0 170 218 2 10 1314 7 0 185 243 4 20 1346 5 0 202 271 9 R22 Vapor saturado 40 66 18 0 201 13 52 35 59 56 0 223 13 28 0 21 23 0 542 11 50 10 15 32 0 722 11 06 20 10 79 0 985 10 63 R134a L quido saturado 40 1146 7 0 143 163 4 35 1163 4 0 148 172 1 0 1294 8 0 209 271 1 10 1314 3 0 223 292 9 20 1345 9 0 248 334 3 R134a Vapor saturado 40 50 08 0 250 12 5 35 44 68 0 276 12 34 0 1
12. 30 metros en contram se as caracter sticas a seguir e O di metro do rotor para essa aplica o 266mm e O rendimento ser de l 71 5 No segundo gr fico encontramos o NPSH para a bomba funcionando com altura H 30m e vaz o Q 118m h que indica ser a caracter stica da bomba NPSH 1 8m No terceiro gr fico encontramos a caracter stica pot ncia consumida como P 17CV Em resumo e Curva Ox H representa a energia fornecida expressa em alturas de coluna de l quido e Curva Q x NPSH representa a energia requerida na falange de suc o da bomba para evitar a cavita o e Curva Q x P representa a pot ncia energ tica consumida pela bomba Aten o Para o bombeamento de l quido com viscosidade diferente da gua necess ria a corre o dessas curvas para essa condi o de trabalho Fique ligado A melhor bomba para um sistema hidr ulico a que tem o melhor rendimento n como o indicado em suas curvas caracter sticas pois isso implica menor consumo de energia Capitulo 6 Curvas caracter sticas das bombas 133 Fatores que modificam as caracter sticas das bombas Lembre se sempre que quando operamos uma bomba queremos obter dela uma determinada vaz o Q para uma altura manom trica especificada H com um melhor rendimento 1 e assim conseguir um menor consumo de energia Quan do isso n o acontece pode ser consequ ncia de um mau projeto hidr
13. Augusto Coelho Fernandes Diretor de Opera es Rafael Esmeraldo Lucchessi Ramacciotti Diretor de Rela es Institucionais Marco Antonio Reis Guarita Unidade de Competitividade Industrial COMPI Gerente Executivo Maur cio Ot vio Mendon a Jorge Gerente de Infra Estrutura Wagner Ferreira Cardoso Coordena o T cnica Rodrigo Sarmento Garcia SUPERINTEND NCIA DE SERVI OS COMPARTILHADOS SSC rea Compartilhada de Informa o e Documenta o ACIND Normaliza o Gabriela Leit o INSTITUTO EUVALDO LODI IEL N CLEO CENTRAL Gerente Executivo de Opera es J lio Cezar de Andrade Miranda Gerente de Desenvolvimento Empresarial GDE Diana de Mello Jungmann Coordena o T cnica Patr cia Barreto Jacobs Gerente de Rela es com o Mercado GRM Oto Morato lvares Respons vel T cnico Ana Am lia Ribeiro Barbosa SENAI DN Gerente Executivo da Unidade de Educa o Profissional UNIEP Alberto Borges de Ara jo Apoio T cnico Diana Freitas Silva N ri Gerente Executiva da Unidade de Rela es com o Mercado UNIREM M nica C rtes de Dom nico SENAI SP Escola SENAI Oscar Rodrigues Alves Indaiatuba Conteudista Valter Rubens Gerner Estrutura o do Conte do Regina C lia Roland Novaes Coordena o do projeto pelo SENAI SP Jos Luiz Chagas Quirino Supervis o Pedag gica Regina Averbug Editora o Eletr nica Link Design Revis o Gramatical Marluc
14. Tubula o de suc o er recy Tr Hgeos 2 5 m p i Instala o de Bombeamento Local 600 m de altura acima do n vel do mar Press o Atmosf rica Local 0 92 kgf cm 9 59 mca Vaz o m f Temperatura da gua Q 548 meih do observat rio T 3PC f E p k E k PPP aero eet Altura manom trica H 75m Perda de carga na suc o PS 1 6m 150 Bombas Solu o Verificaremos se ocorrer cavita o nessa instala o de acordo com os c lculos a seguir Determina o do NPSH Lembre se que o NPSH uma caracter stica da bomba e fornecido junto com as curvas da bomba no cat logo t cnico do fabricante Para exemplificar usare mos a bomba modelo 1 1 2 7 5CV Essa bomba dever atender s seguintes caracter sticas da nossa instala o que s o H altura manom trica 75m Q vaz o 548 m h Com esses valores encontramos as caracter sticas da bomba no manual t cnico do fabricante como mostrado a seguir nas curvas da bomba modelo 1 2 7 5CV Cap tulo 7 Cavita o e NPSH 151 Figura 92 Curvas caracter sticas da bomba do exemplo LTL CEPE o do ed o d uno ii FE im PEEPS EEE 152 Bombas A bomba escolhida para nossa instala o hidr ulica tem as seguintes caracteris ticas e rotor di metro de 413mm e pot ncia de consumo de P 180HP e rendimento I 83 e encontramos tamb m junto s curvas dessa bomba o NPSH para essas co
15. es trimestrais 199 Inspe es anuais 199 Manuten o de mancais lubrificados com leo 199 Manuten o de mancais lubrificados com graxa 200 Procedimentos para reengraxar 201 Caixa de gaxetas 202 Instru es de instala o de gaxetas 202 Processos de escorvamento de bombas 210 Escorva de bomba submersa 211 Escorva com bomba de v cuo 213 Escorva com v lvula de p 214 Vaz o de gua 215 Refer ncias 223 Anexos Tabelas 225 APRESENTA O bter a efici ncia energ tica significa utilizar processos e equipamen tos que sejam mais eficientes reduzindo o desperd cio no consumo de energia el trica tanto na produ o de bens como na presta o de ser vi os sem que isso prejudique a sua qualidade necess rio conservar e estimular o uso eficiente da energia el trica em todos os setores s cio econ micos do Brasil sendo de grande import ncia para o pa s a ado o efetiva de medidas de economia de energia e o consequente impacto destas a es Neste cen rio destaca se a ind stria n o s pelo elevado potencial de conserva o de energia do seu parque como tamb m pela sua capacidade produtiva como fornecedora de produtos e servi os para o setor el trico No mbito das a es que visam criar programas de capacita o voltados para a obten o de efici ncia energ tica no setor industrial inclui se o Curso de Forma o de Agentes Industriais de N vel M dio em Otimiza o de Sistemas Motriz
16. gua mca AP a perda de press o na tubula o de descarga em metro por coluna de gua mca A Figura 71 mostra no desenho esquem tico um reservat rio com sistema de descarga em sistema fechado Figura 71 Reservat rio de descarga pressurizado acima da bomba Mareeba do reservat rio Reservat rio de descarga pressurizado Hgeod Sentido do fluxo Il quido Esse tipo de sistema comum em algumas instala es hidr ulicas de condicio namento de ar Cap tulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 113 Fique ligado As refer ncias perda de press o na tubula o de descarga incluem tamb m os acess rios curvas v lvulas registros Acompanhe a seguir um exemplo sobre o c lculo da altura de um sistema fe chado Exemplo Calcular a altura de descarga de um sistema fechado em que H 45 0m geod e PR 5 0mca e App 2 925mca Calculando pela express o Hy Hood Pro App portanto H 45 0 5 0 2 925 50 925m Altura de descarga para sistema ascendente H Ascendentes s o os sistemas em que a gua antes de ser descarregada no reser vat rio elevada acima da altura da bomba 114 Bombas Existem diversos esquemas de instala es de tubula es de descarga em siste ma hidr ulico ascendente Os mais comuns est o esquematizados nas figuras a seguir Figura 72 Alimenta o por baixo do reservat rio Sentido do fuxe do l quido
17. mancal que indica o tipo recomendado de lubrificante utilizado no mancal da bomba Figura 124 Placa de identifica o da estrutura do mancal da bomba Marca e Logotipo do Fabricante da Bomba 198 Bombas Rotinas de manuten o Um bom plano de manuten o prev verifica es mensais trimestrais semes trais e anuais das quais pode se destacar e lubrifica o do mancal e monitora o do selo e an lise de vibra o e press o de descarga e monitora o da temperatura Inspe es de rotina As inspe es a serem feitas rotineiramente devem incluir os itens a seguir e verifica o do n vel e da condi o do leo por meio do visor no alojamento do mancal e verifica o da presen a de ru do vibra o e temperaturas anormais do man cal e inspe o da bomba e das tubula es quanto presen a de vazamentos e verifica o de vazamento da caixa de gaxetas e engaxetamento a exist ncia de vazamento excessivo requer ajustagem ou poss vel troca do engaxetamento e verifica o de vazamento no selo mec nico n o deve haver nenhum e medi es de corrente e tens o el trica do motor el trico Inspe es mensais As inspe es mensais devem verificar e a temperatura dos mancais e o intervalo de lubrifica o dos mancais Cap tulo 9 Manuten o 199 Inspe es trimestrais Durante as inspe es trimestrais necess rio controlar os itens a seguir e verifica
18. o delas sobre o ro tor Essa implos o provoca a forma o de pequenas bolsas bolhas ou cavidades sobre ele Com o tempo esse fen meno tem como efeito a retirada de material da superf cie do rotor onde essas implos es ocorrem A esse fen meno se d o nome de cavita o Veja o resultado do rotor da bomba danificado pelo fen meno da cavita o na Figura 86 Figura 86 Rotor danificado pela cavita o Fique ligado Quando voc bebe suco com um canudinho ele s sai do copo porque ao sug lo voc diminuiu a press o no interior de sua cavidade bucal puxando o suco para cima Mas na realidade n o voc que puxa 0 suco e sim a press o atmosf rica que maior que a press o no interior de sua boca em purrando o suco para cima por interm dio do canudinho 142 Bombas Evitando a cavita o A cavita o ocorre devido baixa press o da gua na entrada da suc o da bom ba Isso acontece porque quanto menor for a press o de entrada maior ser a quantidade de vapor formado e maior a possibilidade de ocorrer o fen meno da cavita o Todavia imposs vel para a bomba succionar a gua sem que sua press o n o seja menor que a do tanque de suc o que na maioria dos casos a pr pria press o na superf cie do l quido no reservat rio de suc o Dessa forma na maioria das instala es de bombeamento sempre ocorrer uma vaporiza o da gua na entrada da bomba O problema
19. o do anel cadeado no engaxetamento definida durante o projeto da bomba pelo fabricante Cap tulo 9 Manuten o 209 Fique ligado O anel cadeado possui uma conforma o diferenciada do anel de gaxeta comum com orif cios inter nos conforme pode ser observado nas figuras a seguir As gaxetas s o feitas de materiais flex veis semipl sticos com fios tran ados de fibras vegetais juta rami algod o fibras minerais amianto ou fibras sint ticas Os an is cadeados s o constru dos de materiais mais r gidos como n ilon bronze ou a o Figura 137 Detalhes de uma gaxeta conforma o da giretti Figura 138 Detalhes de um anel cadeado Orilic os mo Inferior i do anel cadeado a Confcema o do anel cadeado 210 Bombas e Depois de realizada a opera o de corte e fixa o das gaxetas na bomba ini cia se o aperto dos parafusos da preme gaxeta para for ar o assentamento As porcas devem ser desapertadas novamente para permitir a dilata o da gaxeta Depois deve se girar manualmente o eixo para efeitos de comprovar se a gaxeta n o se encontra excessivamente apertada e Ligar a bomba permitindo um vazamento abundante apertando os parafu sos at obter um n vel de vazamento aceit vel e que permita a bomba traba lhar refrigerada Veja o manual do fabricante para obter o n vel de gotejamen tos necess rio Fique ligado A maioria dos fabricantes entrega as bombas sem os a
20. o do aperto da base e dos parafusos de fixa o e inspe o do engaxetamento se a bomba foi deixada sem funcionar Deve ser trocado se for necess rio e troca de leo a cada tr s meses ou com mais frequ ncia se existem con di es atmosf ricas adversas ou outras condi es que possam contaminar ou deteriorar o leo O manual t cnico do fabricante da bomba dever ser consultado e medir a resist ncia de isola o el trica do motor e inspe o do painel el trico verificando principalmente o rele de n vel e as prote es el tricas Inspe es anuais e As inspe es anuais devem verificar a capacidade press o e pot ncia da bomba Caso o desempenho da bomba n o atenda aos requisitos de proces samento ela deve ser desmontada e inspecionada As pe as desgastadas de vem ser trocadas Manuten o de mancais lubrificados com leo Assim como cada fabricante estabelece os procedimentos a serem adotados quanto manuten o de suas bombas tamb m indica suas especifica es quanto ao tipo de leo a ser empregado O que necess rio saber que as propriedades originais dos lubrificantes dete rioram se em virtude do uso Al m disso todos os lubrificantes sofrem contami na o durante o servi o motivo pelo qual devem ser completados e trocados regularmente As recomenda es s o as seguintes e o leo deve ser trocado a cada 200 horas para mancais novos e depois a cada 2 000 horas de op
21. o ocorre o gotejamento como necess rio ao usar a gaxeta O uso do selo mec nico pela absoluta impossibilidade de ocorrer vazamento v lido quando o fluido a ser bombeado um combust vel como lcool e a gasolina entre outros ou quando a press o na entrada da caixa de gaxeta for superior a 155mca cento e cinquenta e cinco metros de coluna de gua Nos casos em que a veda o por gaxeta atenda perfeitamente s condi es de bombeamento a op o por bomba com veda o por meio de selo mec nico tem se mostrado invi vel ao se levar em conta a rela o custo benef cio da escolha A Figura 44 mostra um desenho esquem tico da aplica o do selo mec nico numa bomba Figura 44 Selo mec nico instalado em uma bomba Piano de tra o sobreposta Doop Faral a i ml ecra Pen Oring Ping da moda Paral d Firma i E e Anal de arasia TX r od i fl VEL ay Pate Pare esbechoriria Cap tulo 3 Componentes da bomba centr fuga de simples est gio 61 Fique ligado O selo mec nico deve ser instalado segundo as recomenda es de ajuste e balanceamento indicados no manual t cnico do fabricante da bomba Caso contr rio poder ocorrer vazamento excessivo do fluido bombeado Al m disso tamb m pode haver atrito desnecess rio sobre o assento da bomba o que consegiientemente gera maior consumo de energia Mancal O mancal um elemento da bomba que tem por fun o
22. ou J Diafragma Deslocamento Positive Rotativa Engrenagens lt L bulos Faralusos Falhetas deslizantes 18 Bombas Vamos ent o conhecer os principais tipos de bombas Turbo bomba ou bomba din mica centr fuga Na turbobomba ou bomba din mica a movimenta o do l quido ocorre pela a o de for as que se desenvolvem na massa do l quido em consegu ncia da rota o de um eixo no qual acoplado um disco rotor ou impulsor dotado de p s palhetas h lice que recebe o l quido pelo seu centro e o expulsa pela periferia devido a o da for a centr fuga Da vem o seu nome mais usual ou seja bomba centr fuga A seguir citaremos as mais conhecidas bombas centr fugas que se diferenciam pelo sentido de sa da do l quido no rotor tendo em vista que a bomba do tipo centr fu ga radial pela sua simplicidade de fabrica o em s rie utilizada na maioria das instala es de gua limpa para pequenas m dias e grandes alturas de eleva o De modo geral classificamos as bombas centr fugas em e radial e defluxo misto e e de fluxo axial Bomba centr fuga radial A movimenta o do l quido se d do centro para a periferia do rotor no sentido perpendicular ao eixo de rota o O l quido penetra no rotor paralelamente ao eixo sendo dirigido pelas p s para a periferia segundo trajet rias contidas em planos normais ao eixo A Figura 1 mostra esquematicamente em corte transversal
23. pode estudar agora a curva caracter stica da bomba e com essa curva determinar se aquela bomba problem tica est de acordo com as necessidades do sistema hidr ulico da qual faz parte As curvas caracter sticas das bombas s o determinadas pelo fabricante Uma vez conhecidas essas curvas poss vel saber quais s o as principais caracter sticas que uma bomba apresenta durante o seu funcionamento em rela o sua va z o altura manom trica pot ncia consumida pelo motor el trico que a aciona e NPSH Net Positive Suction Head 124 Bombas O NPSH t o primordial para a durabilidade de uma bomba que dedicaremos um cap tulo a ele Objetivos Os objetivos de estudo dos temas tratados neste cap tulo s o e conhecer e interpretar as curvas caracter sticas da bomba e interpretar os gr ficos das curvas caracter sticas de uma bomba e conhecer os fatores que modificam as caracter sticas das bombas Um desafio para voc A fazenda Santo Antonio est situada na cidade de Campos de Jord o SP a uma atitude de 1 000 metros acima do n vel do mar O propriet rio da fazenda como foi visto no cap tulo anterior contratou um en genheiro para projetar o sistema hidr ulico que elevar a gua do lago at um reservat rio onde ser acumulada para posteriormente irrigar as planta es da fazenda O engenheiro concluiu que a altura total do sistema para elevar a gua do lago at o reservat rio de aproximadame
24. quido ao entrar na bomba enche o primeiro compartimento passa pelo centro do rotor e expelido em sua pe riferia Isso acontece sucessivamente at o ltimo rotor instalado aumentando dessa forma a sua altura de descarga Veja na Figura 18 uma bomba de m ltiplos est gios em um corte transversal Figura 18 Bomba centr fuga de m ltiplos est gios em corte A Figura 19 apresenta um desenho esquem tico de duas bombas centr fugas radiais puras interligadas e funcionando em s rie Cap tulo 2 Bombas centr fugas radiais 39 Figura 19 Duas bombas centr fugas radiais puras interligadas e fun cionando em s rie Bomba 1 Bomba 2 Aten o Normalmente para aumentar a altura de bombeamento os projetistas de sistemas hidr ulicos pre ferem utilizar duas bombas centr fugas radiais puras funcionando em conjunto e em s rie A op o pelas duas bombas centr fugas deve se ao fato de que por sua simplicidade de constru o elas t m menor custo de aquisi o e uma manuten o mais simples apesar de na maioria vezes esse m todo apresentar um consumo de energia el trica maior do que se fosse utilizada uma nica bomba de m ltiplo est gio Classifica o segundo o n mero de entradas para aspira o Aspira o tamb m chamada de suc o a a o de sugar o l quido em seu de p sito original para que ele entre no rotor da bomba e seja bombeado at o reservat rio de destino
25. 1 7 1 7 32 1 0 7 0 9 1 1 0 5 0 4 0 6 0 3 0 4 0 9 0 2 11 3 5 6 0 7 2 3 2 3 40 1 0 9 1 1 1 3 0 6 0 5 0 7 0 3 0 5 1 0 0 3 113 4 6 7 0 9 2 8 2 8 50 2 1 1 1 4 1 7 0 8 0 6 0 9 0 4 0 7 1 5 04 117 4 85 1 1 3 5 3 5 65 2 1 3 1 7 2 0 0 9 0 8 1 0 0 5 0 9 1 9 0 4 21 0 10 0 1 3 4 3 4 3 80 3 1 6 2 1 2 5 1 2 1 0 1 3 0 6 1 1 2 2 0 5 26 0 13 0 1 6 3 2 5 2 100 4 2 1 2 8 34 1 5 1 3 1 6 0 7 1 6 3 2 0 7 34 0 17 0 2 1 6 7 5 7 125 5 2 7 3 7 42 1 9 1 6 2 1 0 9 2 0 4 0 0 9 43 0 21 0 2 7 8 4 8 4 150 6 3 4 4 3 49 25 1 9 2 5 1 1 2 5 5 0 1 1 51 0 26 0 3 4 10 0 10 0 200 8 4 3 5 5 64 130 24 33 1 5 3 5 6 0 1 4 57 0 34 0 4 3 13 0 13 0 250 10 5 5 6 7 7 9 3 8 3 0 4 1 1 6 4 5 7 5 1 7 85 0 43 0 5 5 16 0 16 0 300 12 6 1 19 95 46 3 6 4 6 2 2 5 5 9 0 2 1 102 51 0 6 1 19 0 19 0 350 14 13 9 5 10 5 54 4 4 5 4 2 5 62 11 0 24 120 60 0 7 3 22 0 22 0 Fonte Manual de Refrigera o e Condicionado Remy Benedito da Silva 228 Bombas Tabela 6 Comprimento equivalente de v lvulas e conex es m Cobre Tamanho da V lvula V lvula de Cotovelos Cotovelos T de linha Ramal de linha globo e Angulo de Raio de raio de fluxo e fluxo em Diam nom v lvula Pequeno grande visor
26. 15 9 789 0 17 300 9 96 20 9 789 0 25 600 9 59 25 9 777 0 33 900 9 22 30 9 764 0 44 1200 8 88 40 9 730 0 76 1500 8 54 50 9 689 1 26 1800 8 20 60 9 642 2 03 2100 7 89 70 9 589 3 20 2400 7 58 80 9 530 4 96 2700 7 31 90 9 466 7 18 3000 7 03 100 9 399 10 33 Fonte Termofluidomec nica IV 2 2007 Valter Rubens Gerner NPSH Net Positive Succion Head NPSHosponver Mem ya Hye P Onde NPSH cvonver NPSH da instala o m H im press o atmosf rica local m H press o de vapor de gua m Heo Altura geom trica m P perda de press o na suc o da bomba m Nota 1 Altura geom trica Hgeo a altura ou desn vel entre o n vel do reservat rio de gua e a entrada da bomba na equa o este valor negativo caso o reservat rio esteja acima da bomba O valor ser positivo Anexos Tabelas 239 Tabela 15 Par metro m ximos para sele o da tubula o de gua Par metro m ximos para sele o da tubula o de gua Di metro do Tubo Sistema Fechado Sistema Aberto mm in Vaz o Velocidade Perda Vaz o Velocidade Perda m3 h m s m3 h m s 19 3 4 1 5 1 2 10 1 0 0 8 10 25 1 3 1 5 10 2 2 1 1 10 32 1 1 4 6 1 7 10 4 1 2 10 38 1 1 2 9 1 9 10 6 1 3 10 50 2 17 2 2 10 12 1 6 10 65 2 1 2 28 2 5 10 23 2 1 10 75 3 48 2 8 10 36 2 1 10
27. 2 Bombas centr fugas radiais 37 Fique ligado As bombas de simples est gio s o utilizadas na maioria das instala es hidr ulicas porque a simpli cidade de sua fabrica o facilita a produ o em s rie al m de atender necessidade de se elevar a gua a pequenas e m dias alturas entre outras aplica es Essa aplica o apresenta menor consumo de energia melhor rela o custo benef cio e manuten o mais simples A Figura 17 mostra uma bomba centr fuga radial pura em corte transversal Figura 17 Bomba centr fuga radial pura em corte transversal Bombas de m ltiplos est gios Uma bomba que tem mais de um rotor ou est gio conhecida como bomba de m ltiplos est gios Ela usada quando necess rio bombear o l quido a uma altura que n o atin gida por interm dio de uma bomba centr fuga radial pura 38 Bombas Fique ligado A bomba de m ltiplo est gio pr pria para instala es de alta press o por exemplo na alimenta o de caldeira bombeamento de po os artesianos profundos e na pressuriza o de po os de petr leo dentre outros tipos de aplica es Por possuir diversos rotores em um nico eixo acionados por um nico motor el trico proporciona economia de energia em compara o com diversas bombas inter ligadas em s rie Os rotores s o fixados sequencialmente em um mesmo eixo na mesma carca a da bomba em compartimentos diferentes O l
28. 4 0 4 0 6 0 7 0 3 0 3 0 4 0 2 0 3 0 5 0 1 6 7 36 0 4 1 4 1 4 5 6 0 5 1 6 2 4 25 1 0 5 0 7 0 8 0 4 0 3 0 5 0 2 0 3 0 7 0 2 8 2 46 05 1 7 1 7 7 38 0 7 2 3 2 32 Ta 0 7 0 9 1 1 0 5 0 4 0 6 0 3 0 4 0 9 0 2 11 3 5 6 0 7 2 3 2 3 10 0 0 9 2 7 4 0 38 FS 0 9 1 1 1 3 0 6 0 5 0 7 0 3 0 5 1 0 0 3 13 4 6 7 09 2 8 2 8 11 6 1 0 3 2 4 8 50 2 1 1 1 4 1 7 0 8 0 6 0 9 0 4 0 7 1 5 0 4 17 4 8 5 1 1 3 5 35 14 0 1 5 4 2 6 4 63 l 1 3 1 7 2 0 09 08 10 05 09 1 9 0 4 21 0 10 0 1 3 4 3 4 3 17 0 1 9 5 2 8 1 75 3 1 6 2 1 2 5 1 2 1 0 1 3 0 6 1 1 2 2 0 5 26 0 13 0 1 6 52 5 2 20 0 2 2 6 3 9 7 100 4 2 1 2 8 3 4 1 3 1 3 1 6 0 7 1 6 3 2 0 7 34 0 17 0 2 1 6 7 6 7 23 0 3 2 6 4 12 9 125 5 2 7 3 7 4 2 1 9 1 6 2 1 0 9 2 0 4 0 0 9 43 0 21 0 2 7 8 4 8 4 30 0 4 0 10 4 16 1 150 6 3 4 143 4 9 2 3 1 9 2 5 1 1 2 5 5 0 t 51 0 26 0 3 4 10 0 10 0 39 0 5 0 12 5 19 3 200 8 43 55 64 1 30 24 3 3 1 5 3 5 6 0 1 4 67 0 34 0 4 3 13 0 13 0 52 0 6 0 16 0 25 0 250 10 5 5 6 7 7 9 3 8 3 0 4 1 1 8 4 5 7 5 157 85 0 43 0 5 5 16 0 16 0 65 0 7 5 20 0 32 0 300 12 6 1 7 9 9 5 4 6 3 6 4 8 2 2 55 9 0 2 1 102 0 51 0 6 1 19 0 19 0 78 0 9 0 24 0 38 0 350 14 7 3 9 5 10 5 5 3 4 4
29. 4 968 m Nas equa es demonstradas neste cap tulo n o s o levadas em conta a velocida de de esvaziamento do reservat rio de suc o nem a velocidade de enchimento do reservat rio de descarga pois como acontece nos grandes reservat rios de gua n o se consegue observar visualmente a velocidade em que ocorre a re du o do n vel da gua medida que ela retirada do reservat rio de descarga Portanto essa velocidade desprez vel Altura de suc o para sistemas afogados H Sistema afogado aquele em que o reservat rio de suc o encontra se acima da bomba Capitulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 109 A Figura 69 mostra num desenho esquem tico a altura de suc o para sistemas afogados Figura 69 Reservat rio aberto acima da entrada da bomba Sentido do Fumo liquido Altura de suc o para sistema afogado a altura geom trica de suc o menos a perda de press o na tubula o como demonstrada a seguir na igualdade H H AP S geos E S Onde H a altura de suc o em metro m H__ _ altura geom trica de suc o em metro m geos AP a perda de press o na tubula o de suc o em metro de coluna de gua mca Vamos praticar com o exemplo a seguir Exemplo Calcular a altura de suc o de um sistema afogado em que temos e Ho 1 0m geos AP 1 032mca Calculada pela express o H Heos AP portanto H 1 0 1 032 0 0
30. 5 4 2 5 6 2 11 0 2 4 120 0 60 0 7 3 22 0 22 0 90 0 11 0 28 0 45 0 Fonte Manuais de Treinamento Sele o e Aplica o de Bombas Centrifugas KSB Bombas Hidr ulicas S A Maio 2003 5a edi o Veja agora os exemplos a seguir Cap tulo 4 Perda de carga 87 Exemplo 2 C lculo do comprimento equivalente de uma instala o hidr ulica de um siste ma aberto Vamos calcular o comprimento equivalente de uma instala o hidr ulica conforme esquema a seguir no qual a tubula o dever transportar uma vaz o de gua de Q 30 m h e elevar a gua a uma altura H 5 5m Figura 59 Esquema de uma tubula o hidr ulica com v rios acess rios v lvula de reten o cotovelo 90 Aten o O esquema e a segi ncia das v lvulas representados nesse exemplo s o somente para fins de expli ca o Normalmente n o existe essa montagem num esquema hidr ulico real pois a v lvula de p utilizada na tubula o de suc o e a v lvula gaveta e reten o na tubula o de descarga A sequ ncia para o c lculo mostrada a seguir 88 Passo 1 Determinar o di metro da tubula o Bombas A tabela a seguir a Tabela 15 Par metros m ximos para sele o da tubula o de gua O Cap tulo Anexo Tabelas apresenta alguns valores de velocidade de deslocamento da gua d
31. A aspira o normalmente feita de duas formas e suc o simples e suc o dupla Bomba de suc o simples A bomba de suc o simples aquela em que a entrada por onde penetra o liqui do unilateral ou seja se faz pela nica abertura de entrada do rotor 40 Bombas A aspira o simples caracter stica de uma bomba centr fuga radial pura cuja vaz o pretendida atende maioria das instala es hidr ulicas Veja na Figura 20 em corte transversal o rotor de uma bomba de aspira o sim ples Figura 20 Rotor de bomba de aspira o simples Bombas de suc o dupla Bomba de suc o dupla aquela em que o rotor possui duas entradas para as pira o Esse tipo de bomba utilizado quando a vaz o pretendida maior do que aquela que se pode obter usando uma bomba centr fuga pura com aspira o simples Nesse tipo de bomba o rotor de tal forma que permite receber l quidos em dois sentidos opostos paralelamente ao eixo de rota o A carca a para esse tipo de bomba bipartida isto constitu da de duas se es separadas por um plano horizontal a meia altura e afixada uma a outra Cap tulo 2 Bombas centr fugas radiais 41 A Figura 21 ilustra um rotor com duas entradas para aspira o em corte trans versal Figura 21 Rotor de uma bomba centrifuga com duas entradas de as pira o Aten o Quando se elabora um projeto de instala o hidr ulica para aumentar
32. Cap tulo 2 Bombas centr fugas radiais 45 Figura 29 Rotor radial fechado recuado Classifica o das bombas de acordo com a posi o do eixo As bombas podem ser classificadas segundo a forma como o rotor fixado ao seu eixo e como eixo horizontal do rotor em balan o e como eixo horizontal do rotor entre mancais e com o eixo horizontal do rotor em balan o acoplado ao motor el trico de acionamento e com eixo vertical do rotor em balan o e Bomba com o eixo horizontal do rotor em balan o Esta bomba classificada como rotor em balan o porque o eixo da bomba fica apoiado em mancais e a ponta do eixo que acoplado ao rotor fica sem apoio em balan o A Figura 30 representa uma bomba com rotor em balan o em corte transversal Figura 30 Bomba com rotor em balan o 46 Bombas Bomba com o eixo horizontal do rotor entre mancais Esta bomba assim classificada porque o rotor est fixado na parte central do eixo da bomba em sentido horizontal e apoiado em suas extremidades por mancais A figura em corte transversal a seguir apresenta uma bomba com o eixo do ro tor entre mancais Figura 31 Bomba com eixo horizontal com rotor entre mancais Bomba com o eixo horizontal do rotor em balan o acoplado ao motor el trico de acionamento Essa bomba classificada dessa forma por apresentar o rotor fixado em balan o em uma extremidade do eixo do motor el trico que o aciona A Figura
33. HVAC System Ref ASTM B36 10 226 Bombas Tabela 2 Dimens es de tubos de cobre Di metro Dia Espessura Peso por Area Aroa Sup arndialpor i metros A metro de nominal da parede metro de interna comprimento do tubo tubo do tubo in mm Exterior Interior mm kg m mm Exterior m Interior m mm mm Ya 6 6 35 4 77 0 79 0 1239 18 0 02 0 0149 3 8 10 9 52 7 94 0 79 0 1946 50 0 03 0 0249 Ye 12 12 7 10 92 0 89 0 295 94 0 04 0 0343 5 8 15 15 58 13 84 1 02 0 424 151 0 05 0 0435 34 19 19 05 16 92 1 07 0 539 225 0 06 0 0531 7 8 22 22 23 19 94 1 14 0 677 312 0 07 0 0626 11 8 28 28 58 26 04 1 27 0 973 532 0 09 0 0818 13 8 35 34 93 32 13 1 40 1 316 811 0 11 0 1009 15 8 42 41 28 38 23 1 52 1 701 1148 0 13 0 1201 2 54 53 98 50 42 1 78 2 606 1997 0 17 0 1584 25 8 67 66 68 62 61 2 03 3 69 3079 0 209 0 1967 31 8 79 79 38 74 80 2 29 4 95 4395 0 249 0 2350 35 8 92 92 08 87 00 2 54 6 39 5944 0 289 0 2733 41 8 105 104 78 99 19 2 19 8 0 7727 0 329 0 3116 5 1 8 130 130 018 123 83 3 18 11 32 12041 0 409 0 3890 6 1 8 156 155 58 148 46 3 56 15 18 17311 0 489 0 4664 Fonte ASHRAE HANDBOOK HVAC System 1992 Tabela 3 Tubos de PVC r gidos para solda cola Di metro nominal D D Espessura rea interna mm in mm mm mm m
34. a seguir e para minimizar a perda de carga a tubula o deve ser curta e reta e ter um di metro igual ou maior que o da flange de suc o Fique ligado As bombas sempre s o constru das com um valor m nimo de suas flanges de conex o Os di metros dessas flanges na grande maioria dos casos inferior aquele que recomendado para se ter na tubu la o tanto de suc o quanto de descarga Lembre se do que estudamos no cap tulo Perda de Carga a vaz o m xima recomendada para um de terminado di metro de tubula o segue uma recomenda o da ABNT conforme observado na Tabela 15 Pardmetros m ximos para sele o da tubula o de gua Cap tulo 8 Instala o da bomba 169 e otrecho horizontal de uma tubula o quando a suc o for negativa deve ser instalado com ligeiro declive no sentido bomba reservat rio Quando a suc o for positiva no caso da bomba afogada ou seja com o n vel do tanque de suc o acima da entrada da bomba esta inclina o deve ser instalada com ligeiro aclive no sentido bomba reservat rio e osredutores devem ser exc ntricos no flange de suc o da bomba com o lado em rampa na parte de baixo e lado reto na parte de cima conforme Figuras 98 e 99 Figura 98 Suc o negativa Frndu o Redu o L conolinitrica axnirica La Figura 99 Suc o positiva A Radugks Gonciniice Fihi under e o di metro da tubula o de suc o n o deve s
35. a vaz o do sistema comum optar pela utiliza o de duas bombas centr fugas radiais puras de simples est gio funcionando em conjunto e em paralelo Essa op o costuma ser a preferida pelos projetistas de sistemas hidr ulicos devido ao menor custo das bombas e facilidade de sua manuten o Apesar das vantagens que a op o pelas duas bombas apresenta necess rio levar em conta que elas consomem mais energia el trica que uma bomba centr fuga radial de suc o dupla O desenho esquem tico a seguir ilustra duas bombas centr fugas radiais puras funcionando em conjunto e em paralelo 42 Bombas Figura 22 Bombas centr fugas radiais puras ligadas em paralelo YY lt gt Classifica o de acordo com o tipo de rotor radial Rotor ou impelidor um componente girat rio da bomba que constru do em uma forma tal que o permite deslocar o l quido bombeado at a uma altura de recalque determinada O tipo de rotor classificado de acordo com a sua utiliza o especificada no ma nual t cnico do fabricante Existem diversas classifica es de rotores segundo a utiliza o especificada pelo fabricante por m neste cap tulo ser o apresenta dos os tipos de rotores mais usados na fabrica o de uma bomba quanto sua estrutura As ilustra es a seguir apresentam em corte transversal diferentes tipos de ro tores radiais Figura 23 Diferentes tipos de rotores iP bdo Cap tul
36. alguns livros sobre ter modin mica 159 Cap tulo 8 INSTALA O DA BOMBA Iniciando nossa conversa Ser que s por que a bomba est funcionando podemos afirmar que a sua ins tala o est correta Neste cap tulo voc estudar os procedimentos que s o importantes para a cor reta instala o de uma bomba Nesse processo muito importante ler atentamente o manual t cnico do fabri cante que descreve os procedimentos necess rios para se fazer a instala o e a manuten o dos equipamentos que ele fabrica No manual voc vai conhecer o que necess rio para instalar uma bomba e tamb m detalhes sobre ajustes folgas m todos de seguran a de instala o e opera o que devem ser observa dos e seguidos risca O perfeito dimensionamento e a correta instala o da bomba das tubula es de acess rios em uma rede hidr ulica resultar o em um sistema com menores custos de manuten o e com um consumo de energia adequado Objetivos Os objetivos de estudo deste cap tulo s o e conhecer os procedimentos para receber transportar fixar e efetuar o alinha mento de uma bomba e conhecer os procedimentos para interligar a bomba sua tubula o e conceituar a escorva 160 Bombas Um desafio para voc O s ndico do condom nio Jardim das Rosas j adquiriu no mercado uma bomba do tipo centr fuga que ir levar gua da caixa d gua inferior at a caixa d gua superior na laje d
37. anel de desgaste do rotor luva protetora do eixo e rolamentos entre outras pe as cuja troca recomendada pelo manual t cnico do fabricante da bomba Fique ligado Atualmente existem programas de computador que criam fichas e programas de manuten o para serem utilizados em microcomputadores Esses programas de manuten o informatizados podem ser bem simples ou altamente sofisticados dependendo da necessidade da empresa em controlar a sua manuten o 196 Bombas Seguran a da manuten o Antes de realizar qualquer servi o de manuten o conveniente observar al guns detalhes de seguran a que devem ser seguidos com todo o cuidado Con fira os a seguir e a alimenta o el trica dever estar sempre isolada com a chave el trica do quadro el trico da bomba desligada e travada com cadeado para que nin gu m inadvertidamente ligue a bomba durante uma opera o de desmon tagem para substitui o de qualquer componente da bomba e a bomba deve estar isolada do sistema e a press o precisa ser aliviada antes da desmontagem da remo o dos buj es ou da desconex o da tubula o da canaliza o e no caso de necessidade de remover a bomba do local deve se utilizar equipa mentos adequados de i amento e apoio para evitar ferimentos graves e caso a bomba trabalhe com algum produto t xico ou nocivo sa de os pro cedimentos adequados de descontamina o devem ser observados e as r
38. bomba deve ser evitado Caso seja inevit vel utilizar curva de raio grande deve haver um m nimo de dois di metros de tubula o reta entre a curva e a admiss o de suc o Para se ter menores valores de perda de carga deve se utilizar joelhos de raios longos e Para se obter menores valores de perda de carga deve se utilizar joelho de raios longos Cap tulo 8 Instala o da bomba 171 Figura 101 Entrada da bomba por curva direta e com redu o exc ntrica 3 Redu o exc ntrica Tn DIA h V lvula de gaveta B Tubo de suc o inclinado AE V lvula de reten o E para o tanque o eae CE Dio Cuvade ER eso QE eme Eb Redu o exc ntrica i S Curva de grande raio Nivel inlerior Redu o a i Redu o Gem min U vinda de p mo St V iuladep mem Filiro Firo e a tubula o nunca deve ter redu o no seu di metro no caso de instala es com bomba afogada com suc o positiva recomen d vel instalar um registro para que o fluxo bomba possa ser fechado quando necess rio Quando em opera o o registro dever permanecer totalmente aberto no caso de suc o positiva ou afogada prever a instala o de um filtro cha p u para prote o da bomba Este filtro deve ser instalado de forma a facilitar a sua retirada para limpeza Ap s algumas semanas de funcionamento e n o havendo mais impurezas o filtro poder ser retirado definitivamente Figura 102 Filtro chap u no ca
39. bombeado Eventualmente em uma mesma instala o pode se trabalhar com mais de um tipo de l quido Nesse caso necess rio verificar o NPSH m nimo anali sando a press o de vapor peso espec fico e viscosidade do l quido bombeado Tipo de entrada comprimento di metro de tubos e acess rios Qualquer altera o nas caracter sticas f sicas da tubula o de suc o ou nos acess rios curvas filtros v lvulas de crivo entre outros pode aumentar a perda de carga AH e consequentemente diminuir o NPSH e Vaz o Quando a vaz o do fluido aumentada para uma mesma tubula o aumenta se a velocidade do fluido dentro da tubula o isso acarreta aumento na perda de carga APS e consequentemente diminui o NPSHD e Press o do reservat rio de suc o P Res Quando existir altera diretamente os valores do NPSH aumentando o seu valor quanto maior for a press o do reservat rio Localiza o do tanque de suc o e o NPSH A equa o do NPSH ir depender da rela o entre o reservat rio de suc o e a bomba Ela pode ser escrita da forma como aparece ao lado de cada uma das figuras descritivas dos reservat rios As figuras a seguir mostram esquematicamente diferentes situa es do reserva t rio de suc o em rela o bomba 148 Bombas Figura 88 Reservat rio de suc o pressurizado Reservat rio de suc o pressurizado acima da bomba Bomba afogada em reservat
40. dar a partida definitiva e Depois de ter colocado a bomba em funcionamento observar e controlar se tudo est ocorrendo normalmente a cada 15 minutos durante as duas pri meiras horas de opera o Novos controles dever o ser efetuados de hora em hora correspondendo s primeiras oito horas e ajustar a bomba para o ponto de opera o abrindo lentamente o registro de recalque logo ap s o acionador ter atingido sua rota o nominal e no caso de bombas com rotores axiais pode ser necess rio fechar o registro para ajustar o ponto de opera o e controlar a corrente nominal consumida pelo motor el trico Esse valor en contra se na placa do motor podendo se verificar o valor da corrente com um amper metro colocado diretamente no cabo de alimenta o Deve se contro lar tamb m a tens o da rede e certificar se de que o valor da press o de suc o a prevista no projeto e certificar se de que a bomba opera livre de ru dos anormais vibra es etc 188 Bombas e verificar a temperatura do mancal A sua estabiliza o acontece usualmente ap s duas horas de opera o e poder atingir at 50 C acima da temperatura ambiente n o devendo a soma exceder de 90 C Consultar o manual t cnico da bomba e Ajustar o engaxetamento apertando as porcas do aperta gaxeta cerca de 1 6 de volta Como todo engaxetamento rec m executado requer determinado per odo de acomoda o ele deve ser observado nas primeiras 8 hor
41. de Carga Pa K Coeficiente de Perda de Carga K Coeficiente de Perda de Carga adimensional adimensional V Velocidade do fluido no interior do V Velocidade do fluido no interior do tubo tubo m s m s g Acelera o da gravidade 9 8m s g Acelera o da gravidade 9 8m s Y Peso espec fico do fluido kg m Tabela 8 Cinem tica de alguns fluidos Viscosidade Temperatura Densidade Cinem tica din mica m s N s m e Eat X 10 X10 Agua 0 999 9 1 792 1791 82 2 999 9 1 673 1672 83 4 1000 1 567 1567 5 999 8 1 519 1518 70 10 999 7 1 308 1307 61 15 998 9 1 146 1144 74 20 998 2 1 007 1005 18 30 995 7 0 804 800 54 40 992 3 0 659 653 93 50 988 1 0 556 549 38 60 983 2 0 478 469 97 70 977 8 0 416 406 76 80 971 8 0 367 356 65 90 985 3 0 328 316 62 100 958 4 0 296 283 69 Oleo lubrificante de baixa viscosidade 20 871 15 0 1331 40 858 7 93 694 60 845 4 95 426 80 832 3 40 289 100 820 2 44 204 120 807 1 91 157 230 Bombas Viscosidade Temperatura Densidade E TE Cinem tica Din mica m s N s m Korm X 10 X10 Etileno Glicol 0 1131 57 5 6630 20 1117 19 0 2170 40 1100 8 77 984 60 1090 4 86 541 80 1070 3 16 337 100 1060 2 27 245 Ar 10 1 3414 12 5 16 768 0 1 2922 13 34 17 238 10 1 2467 14 20 17 708
42. de descarga Hj 111 Altura total do sistema H 117 eo Cap tulo 6 Curvas caracter sticas das bombas 123 Curvas caracter sticas das bombas 125 Curva da vaz o Q em rela o a altura manom trica H 126 Curva da pot ncia consumida consumida pela bomba P 126 Pot ncia hidr ulica PH 126 Rendimento da bomba ini 127 Curva de rendimento 128 Curva NPSH 130 Exemplo de utiliza o das curvas 130 Fatores que modificam as caracter sticas das bombas 133 Cap tulo 7 Cavita o e NPSH 139 Cavita o 140 Evitando a cavita o 142 NPSH 143 NPSH real ou requerido 144 NPSH dispon vel 145 Fatores que modificam o NPSH 146 Localiza o do tanque de suc o e o NPSH 147 C lculo do NPSH 152 Cap tulo 8 Instala o da bomba 159 Instala o da bomba 160 Recebimento da bomba 161 Armazenagem 162 Localiza o da bomba 163 Fixa o 163 Alinhamento 164 Alinhamento inicial 165 Alinhamento final 166 Tubula es 167 Cuidados na instala o da tubula o 167 V lvulas 177 V lvulas de bloqueio 178 V lvulas de reten o 180 V lvulas de controle 181 Detalhes espec ficos das bombas 182 Escorva 182 Instala o el trica 185 Opera o 185 Cap tulo 9 Manuten o 193 Manuten o preventiva 194 Registro da manuten o 195 Seguran a da manuten o 196 Informa es da placa de identifica o da bomba 196 Rotinas de manuten o 198 Inspe es de rotina 198 Inspe es mensais 198 Inspe
43. de descarga num ponto al m do registro de gaveta preciso ter certeza de que a bomba est escorvada porque a v lvula de p pode ter fugas A v lvula de p deve ser frequentemente inspecionada e limpa quando neces s rio Cap tulo 9 Manuten o 215 Vaz o de gua Uma grande preocupa o quando se trata do funcionamento de uma bomba determinar se a vaz o de gua que est sendo bombeada a que realmente foi especificada para a bomba Existem diversos equipamentos que s o utilizados para medir a vaz o de gua de uma bomba e para verificar se a bomba est desempenhando essa fun o satisfatoriamente Contudo devido a seus custos elevados raramente esses equipamentos s o instalados nas redes hidr ulicas Por causa disso utiliza se um m todo pr tico para determinar a vaz o A Figura 143 deve ser utilizada com a tabela a seguir M todo para a determina o aproximada da vaz o de gua na sa da de uma tubula o horizontal Figura 143 Rela o entre a dist ncia alcan ada pelo jato de agua X e a altura da tubula o do n vel d gua Onde D o di metro interno do tubo em mil metros X a dist ncia do jato de gua na sa da do tubo horizontal em metros Y a altura do jato de gua da base da gua at o centro do tubo em metros Observa o Na tabela M todo para a determina o aproximada da vaz o de gua na sa da de uma tubula o horizontal o valor d
44. de manuten o da rede hi dr ulica do Condom nio Jardim das Rosas instalou um registro tipo globo na tubula o de suc o pouco antes da entrada da bomba Al m disso informou ao s ndico que o ru do de areia dentro da bomba era normal e assim acabou cometendo v rios erros que provavelmente serviram para diminuir a vida til da bomba e avalvula globo instalada antes da bomba aumentou a perda de carga na linha de suc o o que fez diminuir ainda mais a press o na entrada da bomba e o NPSH da instala o n o ficou maior que o NPSH da bomba causando ca vita o o que gera um barulho semelhante ao de areia movimentando se dentro da bomba O conselho que pode ser dado ao s ndico que retire a v lvula globo da tubula o de suc o ao refazer a instala o de suc o Dessa forma ser poss vel obter um novo NPSH De qualquer forma por m ser necess rio obter o NPSH da Cap tulo 7 Cavita o e NPSH 155 nova bomba a ser adquirida para ter certeza de que n o ocorrer cavita o com o NPSH gt NPSH Resumindo A bomba centrifuga para operar satisfatoriamente requer l quidos livres de va por na linha de suc o entrada do rotor Se a press o dentro da bomba cair abaixo da press o de vapor do l quido haver a forma o de bolhas de vapor nesse local Com o r pido aumento da press o dentro da bomba junto ao rotor as bolhas se condensam voltando a transformar se em l qui
45. de p 1 20 0 20 0 V lvula gaveta 1 0 5 0 5 a reten o 9 7 9 7 Cotovelo 90 2 1 6 Comprimento equivalente total m 43 9m Portanto o comprimento equivalente da instala o hidr ulica de Liou 43 9 m A Figura 60 ilustra como poderia ser representado esse comprimento equi valente 90 Bombas Figura 60 Representa o do comprimento equivalente em uma tubu la o hidr ulica cobowels OO v lvula de p 0 5 GG ee it DOS m Im Dm Mom Lem iem Comprimento Eguivalento a SEE 43 9 m Agora que voc j estudou todos os itens da equa o hora de aplicar o conhe cimento calculando a perda de carga Exemplo 3 C lculo de perda de carga Calcular a perda de carga AP da instala o hidr ulica de um sistema aberto constru do com tubos de a o galvanizado novo O esquema ser o utilizado no Exemplo 2 onde um tubo de a o galvanizado novo de 3 transporta uma vaz o de gua de O 30 m h Solu o Passo 1 Determinar a vaz o em m s 0 30m h Dica Uma hora 1 h igual a 3 600 segundos para voc transformar a vaz o de m h para m s basta fazer uma divis o por esse valor ou seja 30 m h 3600 0 00833 m s Q 30 m h 0 00833 m3 s Cap tulo 4 Perda de carga 91 gt Passo 2 Determinar a rea interna da tubula o de D 3 V Os detalhes sobre os tubos de a o como a rea interna Al di metro interno DI en
46. de simples est gio 59 Figura 43 Desenho em corte representando a caixa de gaxeta Sa da Gaxetas Preme Gaxeta Entrada Luva Protetora de L quido Caixa de Gaxeta O controle do gotejamento feito pelo maior ou menor aperto dos an is de gaxeta por interm dio da preme gaxeta Como as gaxetas s o de natureza semi pl stica amoldam se mais com o aperto e tendem a controlar o gotejamento A veda o do eixo por engaxetamento s pode ser feita para press es at 155mca l se cento e cinquenta e cinco metros de coluna de gua entrada da caixa de gaxeta Para press es maiores devem ser utilizados selos mec nicos Quando o l quido bombeado for inflam vel corrosivo explosivo t xico ou quando exigido que n o sejam permitidos vazamentos necess rio o uso de selos mec nicos Fique ligado A gua que est sendo bombeada atua por interm dio do gotejamento como lubrificante e fluido de arrefecimento n o permitindo o desgaste prematuro das gaxetas e da luva protetora do eixo O aperto excessivo das gaxetas para controlar o gotejamento al m de danificar a gaxeta e a luva protetora do eixo ir requerer uma maior pot ncia de funcionamento da bomba e conseqiientemente um maior consumo de energia 60 Bombas Veda o por selo mec nico O selo mec nico tem como principal fun o evitar totalmente o vazamento de gua na bomba Com esse m todo de veda o n
47. deslizamento tamb m conhecido como mancal de escorrega mento O mancal de deslizamento tem diversas aplica es tais como e bombas usadas para executar servi os severos e bombas de alta press o e de m ltiplos est gios e bombas grandes com eixo de grande di metro e que trabalham por per odos longos em alta rota o Por economia em certos casos o mancal de deslizamento usado por exem plo em bomba centr fuga radial pura operando com l quidos limpos uma vez que o custo de um mancal de deslizamento menor do que o do mancal de rolamento Cap tulo 3 Componentes da bomba centr fuga de simples est gio 63 A Figura 46 mostra o desenho esquem tico de um mancal de deslizamento instalado em uma bomba em corte transversal Figura 46 Eixo montado em um mancal deslizante Caixa do mancal j Mancal de deslizamento de deslizamento Fa Eixo Casquilho fixo no mancal Lubrifica o do mancal A lubrifica o do mancal de rolamento ou deslizamento al m de propiciar outros benef cios tem os seguintes objetivos e reduzir o atrito entre o eixo e o mancal e auxiliar na dissipa o do calor gerado pelo atrito produzido e proteger o mancal contra corros o A lubrifica o um assunto t o importante e complexo que todo fabricante em seus cat logos sempre dedica detalhes e recomenda es de lubrifica o para seus produtos associando o lubrificante ao tipo e natureza do fluido a ser bombe
48. do n vel do l quido a ser desloca do fica automaticamente escorvada ao se abrir a torneira de expurgo superior deixando escapar o ar como mostra a Figura 139 Figura 139 Escorva de bomba submersa Tubo de Valvula descarga de gaveta Nivel minimo interior Tomeira de V lvula de escorvar HM reten o Curva de grande raio a Redu o Redu o exc ntrica Tubo de suc o O interruptor comandado por uma b ia desligar a bomba quando o n vel da gua na fonte de abastecimento baixar al m do conveniente Isso protege a bomba im pedindo o seu funcionamento a seco e a possibilidade de suas pe as travarem V rios fabricantes constroem dispositivos autom ticos que protegem a bomba quando ela funciona com controle de partida e quando est parada Esses dis positivos devem assegurar que a bomba esteja cheia cada vez que ela entrar em funcionamento especialmente nos casos em que a fonte de abastecimento tenha falhado permitindo a entrada de ar dentro da bomba 212 Bombas Escorva com ejetor Quando as bombas trabalham com altura de suc o podem ser escorvadas por meio de um ejetor ou exaustor acionado por ar comprimido vapor ou gua con forme a Figura 140 Figura 140 Escorva com ejetor Tubo de descarga Be Valvula de gaveta Ejector Me da v lvula de Valvula de escovar L AH roton o Redu o exo ntrica D M Redu o Curva de a Tubo de ar grande ra
49. e acoplamentos dever o ser desmontadas secadas cobertas com vaselina e devidamente embrulhadas individualmente em papel parafinado ou similar e colocadas em caixas ou sacos pl sticos perfei tamente vedados evitando que ocorra o contato de metal contra metal Os produtos antioxidantes usados na preserva o das pe as devem ser removi dos porque elas precisam estar limpas antes de iniciar a montagem da bomba Depois de montada ela dever ser lubrificada com o produto recomendado pelo fabricante Aten o O conjunto moto bomba ou bomba dever ser transportado com o m ximo cuidado considerando sempre as normas elementares de seguran a Cap tulo 8 Instala o da bomba 163 Localiza o da bomba A correta localiza o da bomba com rela o s necessidades de suc o e descar ga importante do ponto de vista de opera o e de manuten o Por interm dio do manual t cnico o fabricante da bomba deve fornecer a infor ma o espec fica sobre cada tipo de bomba Essa informa o importante por que a posi o em ela ficar depende do tipo de cada bomba Para garantir boas condi es de escoamento a bomba deve ser instalada pr xi ma do reservat rio de suc o e sempre que poss vel abaixo do n vel desse re servat rio Isso far com que o l quido penetre na bomba por meio da gravidade o que conhecido como bomba afogada Fixa o Na constru o da base de fixa o do
50. em sua parte frontal em corte transversal Figura 34 Carca a com tampa fixada na parte frontal hs r ti ben mre Da val qi eee ett TEn 1 li Fa hy do erra ir HT A i AH Capitulo 2 Bombas centr fugas radiais 49 e Carca a bipartida aberta pela parte superior no sentido horizontal Essa carca a classificada como bipartida no sentido horizontal por ser aberta pela tampa existente em sua parte superior para montar e ou desmontar seus componentes As carca as bipartidas no sentido horizontal com abertura pela sua parte supe rior s o usadas na maioria das bombas horizontais com mancais nas extremida des do eixo Esse tipo de carca a usado em bombas para atender necessidade de grande vaz o de l quido e o rotor que a comp e do tipo radial de fluxo duplo Ela apresenta ainda grande facilidade em sua manuten o que feita a partir da remo o da tampa superior o que permite f cil acesso aos seus componentes A Figura 35 apresenta uma bomba bipartida com abertura pela tampa superior no sentido horizontal Figura 35 Carca a bipartida aperta pela parte superior e Carca a multicelular A carca a multicelular assim chamada por ter sua parte interna dividida em com partimentos isolados unidos externamente por interm dio de tirantes 50 Bombas Esse tipo de carca a utilizado em bombas cujo projeto de instala o requer al turas elevadas de descarga A abertur
51. energia el trica a ser pago pelos cond minos 220 Bombas Resumindo Neste cap tulo voc estudou as orienta es para que seja mantida uma boa ro tina de manuten o preventiva Viu que necess rio fazer um plano de manu ten o preventiva e realizar inspe es que poder o ser de rotina bem como as interven es de manuten o peri dica que podem ser mensais trimestrais e anuais Voc estudou sobre a import ncia da lubrifica o e como realiz la sobre a ins tala o de gaxetas e sobre o processo de escorva Aprenda mais Adquira o h bito de ler os manuais dos equipamentos t cnicos seja qual for a atividade t cnica que voc realize pois o dom nio do equipamento s existe com leitura e estudo Se voc n o conseguir o cat logo t cnico de instala o de uma referida bomba procure de algum outro fabricante pois na maioria dos casos todos os fabrican tes possuem par metros de manuten o semelhantes para os mesmos tipos de bombas No final deste guia de estudo existem refer ncias bibliogr ficas com identifica o de diversas publica es e endere os da internet que voc poder consultar para aumentar os seus conhecimentos 223 Refer ncias ASSOCIA O BRASILEIRA DE NORMAS T CNICASBNT NBR 6401 instala es centrais de ar condicionado para conforto par metros b sicos de projeto pro cedimentos Rio de Janeiro 1980 ASHRAE HANDBOOK Pipes tubes and fittings syst
52. engrenagens de l bulos de parafusos de palhetas O funcionamento volum trico de todas elas consiste no preenchimento com o l quido bombeado dos espa os entre rotor e a carca a Nessas bombas quando a velocidade constante a descarga e a press o s o praticamente constantes Fique ligado O principal uso das bombas rotativas no bombeamento de produtos viscosos 26 Bombas A seguir s o apresentadas as caracter sticas dos tipos de bombas rotativas citadas Bomba rotativa de engrenagens A bomba rotativa de engrenagens um dos tipos mais simples de bomba rota tiva Consiste de duas rodas dentadas as engrenagens trabalhando dentro de uma caixa com folgas muito pequenas em volta e dos lados das rodas A Figura 9 mostra o desenho esquem tico de uma bomba rotativa de engrena gens A Figura 10 mostra a mesma bomba em um corte transversal Figura 9 Bomba rotativa de engrenagem Aten o A bomba rotativa de engrenagens o tipo mais usado de bomba volum trica Seu principal campo de aplica o em sistemas de lubrifica o de m quinas e motores de combust o Cap tulo 1 Defini o e classifica o de bombas 27 e Bomba rotativa de l bulos A bomba rotativa de l bulos similar bomba de engrenagem tendo como dispositivo mec nico de movimento l bulos no lugar das engrenagens Fique ligado O principal campo de aplica o da bomba rotativa
53. fechado aquele em que o reservat rio de suc o usado pressurizado ou seja com a press o interna Pps maior que a press o atmosf rica do ambien te onde est instalada a bomba conforme representado na equa o a seguir H Ha Po AP S geos RS Onde H a altura de suc o em metro m Faso altura geom trica de suc o em metro m P a press o interna no reservat rio de suc o em metro de coluna de gua mca AP a perda de press o na tubula o de suc o em metro de coluna de gua mca A Figura 68 mostra o desenho esquem tico de um reservat rio de suc o de um sistema fechado demonstrando a altura de suc o para sistemas fechados Figura 68 Reservat rio de suc o pressurizado acima da bomba Man metro do Resenat rio Reservat rio de Suca o Pressurizado Senide do luzo de liquick Esse tipo de sistema comum em algumas instala es hidr ulicas de condicio namento de ar As refer ncias perda de press o na tubula o de suc o incluem tamb m os acess rios curvas v lvulas registros 108 Bombas Para melhor compreens o apresentado a seguir um exemplo de c lculo de altura de suc o de um sistema fechado Exemplo Calcular a altura de suc o de um sistema fechado em que e H 10m geos P 5 0 mca e AP 1 032 mca Calculando pela express o H Heos Pas AP portanto 5 geos H 1 0 5 0 1 032
54. fluido no interior de um tubo cil ndrico ser calculada com o aux lio da equa o de Darcy Weissbach tamb m conheci da como equa o universal da perda de carga LF D 2 2 AR f Nessa equa o AP a perda de press o expressa em metros m f o fator de fric o dado encontrado em tabelas espec ficas L o comprimento equivalente da tubula o expresso em metros lineares m 82 Bombas D o di metro interno da tubula o expresso em metros lineares m V a velocidade m dia do fluido expressa em metros por segundo m s g a acelera o da gravidade expressa por 9 8 m s Fator de fric o f O fator de fric o o primeiro dado a ser obtido para o c lculo da perda de carga tamb m conhecido como coeficiente de perda de carga distribu da ou ainda como fator de fric o de Moody Esse fator obtido em fun o da viscosidade e da velocidade do fluido no interior da tubula o do di metro e tipo de material de constru o da tabela como consta nas Tabelas de Valores de coeficiente de atrito f para tubos conduzindo gua Veja neste material o cap tulo Anexos Tabelas onde essas tabelas est o refe renciadas como 11 e 12 Fique ligado As tabelas dos Valores de coeficiente de atrito f para tubos conduzindo gua s o referentes a valores de fator de fric o f de tubos de a o forjado a o galvanizado cobre e PVC conduzindo gua em tub
55. manter o correto ali nhamento do conjunto rotativo em rela o s partes estacion rias sob cargas radiais e axiais Os mancais s o destinados a adequar o posicionamento axial A bomba centr fuga dependendo do seu tipo e da sua aplica o pode utilizar dois tipos de mancais e de rolamento e de deslizamento Mancal de rolamento O mancal de rolamento usado para diminuir ao m ximo poss vel os efeitos nocivos do atrito entre a superf cie do eixo e dos seus apoios Esse tipo de mancal tem muita durabilidade e in meras aplica es entre ou tras em bombas hidr ulicas ve culos automotores motores el tricos m qui nas operatrizes A escolha entre os diferentes tipos de mancal de rolamento utilizados em uma bomba hidr ulica pertence ao fabricante da bomba A seguir s o mostrados alguns rolamentos normalmente utilizados em bom bas centr fugas 62 Bombas Figura 45 Tipos de rolamentos usados em bomba centrifuga Rolamento rigida z presunto de Rolamento de a sieras i e balira contato angular gilindrcos e dc Ml Fus o i S ja j Aree y Fr miang ji Pr Rota fl SF Gaile i inienn i F j A Rolamento Be roles est rnios Rolamento de ae Rolamento de rolos aguas CANTOS Mancal de deslizamento Embora os mancais de rolamento tenham ampliado bastante o seu campo de aplica o ainda encontramos uma s rie de situa es em que a prefer ncia pelo mancal de
56. ndico que quer saber se seria poss vel utilizar uma bomba alter nativa de mbolo no lugar de uma bomba centr fuga At o momento com as informa es apresentadas poss vel perceber que a bomba alternativa de mbolo pode at elevar gua da caixa d gua inferior para a caixa d gua superior do pr dio Mas lendo as informa es com aten o voc viu que como essas bombas fornecem pequenas vaz es a altas press es sua utiliza o n o recomendada pois esse tipo de bomba n o possui capacidade Cap tulo 1 Defini o e classifica o de bombas 31 de fornecer a vaz o de gua necess ria para a caixa de gua superior na mesma velocidade em que os moradores a estar o consumindo Assim o melhor conselho que poderia ser dado ao s ndico o de que ele deve substituir a bomba de eleva o de gua do condom nio por outra bomba centri fuga no m nimo com as mesmas caracter sticas da atual Resumindo O mais importante que voc tem a observar neste cap tulo a diferen a de con ceitos que est embutida no princ pio de funcionamento das bombas descritas Bomba volum trica aquela em que a energia fornecida ao l quido j sob a forma de press o essa press o causada diretamente pela movimenta o do dispositivo mec nico de impuls o da bomba pist o rotor l bulo parafuso de rota o que ao diminuir o volume interno da c mara de compress o da bom ba faz com que o l quido se movi
57. necessitam ser inicialmente escorvadas ou seja ter o ar substitu do pelo l quido bombeado Portanto antes de come ar a operar a bomba tanto esta quanto a tubula o de suc o devem estar cheias de l quido Para cumprir esta finalidade s o usados os seguintes m todos e escorva por meio de tanque de escorva e escorva por meio de ejetor Veja a seguir dois m todos que podem ser utilizados de maneira definitiva em uma instala o hidr ulica Figura 122 Escorva por meio de tanque de escorva AI Tanque E de gt Tubula o de descarga T EA Tubuleciip pr do sungio E vee l SJ b ene dr CEEE SIA E a 1 HPP PPP A PPPOE EEE fe ii fff eee E EA Gg Resereabir E EDER A 4 x ki 184 Bombas Figura 123 Sistema de escorva por ejetor Ar Y Agua q Bu ooh Po sree te Agua Ar a Pa tb w FE a Bomba auxiliar b Ejetor Tanque de gua de recircula o d Linha da escova a Bomba a ser escorvada Reservat rio de suc o Fique ligado A escorva um assunto importante sobre o funcionamento de um sistema hidr ulico Por isso no cap tulo Manuten o s o feitas mais observa es sobre outros m todos para esses procedimentos Quando existe ar dentro da caixa do rotor da bomba pode ocorrer o seguinte ela pode n o funcionar ou n o atingir a vaz o e a altura manom trica total a que foi especificada A
58. normal Esse mesmo mec nico havia instalado um registro tipo globo na tubula o de suc o pouco antes da entrada da bomba e informou ao s ndico que isso era muito bom pois assim ele podia controlar a vaz o de gua com mais precis o O mec nico estava equivocado Ap s estudar este cap tulo responda onde ele cometeu o erro E por qu Continuando nossa conversa Cavita o Sempre que a bomba estiver acima do reservat rio de suc o ela tem uma pres s o necess ria para trazer gua at a sua entrada e assim garantir seu perfeito funcionamento A bomba ao sugar a gua que entra por ela provoca uma press o que chama da de press o de suc o Essa press o de suc o tem que ser menor que a pres s o sobre a superf cie do reservat rio para que haja o perfeito funcionamento da bomba Quando a bomba succiona gua a uma press o demasiadamente baixa ocorre uma intensa forma o de bolhas de vapor de gua na entrada da bomba devido queda de press o Cap tulo 7 Cavita o e NPSH 141 As bolhas de vapor ser o conduzidas pelo fluxo do l quido at atingirem a regi o do rotor que normalmente gira alta velocidade e assim provoca o aumento da press o no interior da bomba Quando essas bolhas provocadas pelo aumento da press o atingem a superf cie do rotor condensam se de forma r pida e transformam se em l quido novamente A r pida condensa o dessas bolhas resulta numa implos
59. normalmente possui apenas uma base de fixa o das p s com a forma de um cone ou ogiva Fique ligado As bombas deste tipo s o empregadas quando se necessita de grandes vaz es em pequenas e m dias alturas de eleva o Estas bombas s o projetadas para que sua vaz o e altura correspondam a um melhor rendimento hidr ulico e como consegii ncia a uma maior economia de energia Cap tulo 1 Defini o e classifica o de bombas 21 A Figura 4 apresenta em corte uma bomba centr fuga de fluido axial ou helico axial A Figura 5 apresenta um desenho esquem tico de uma bomba centr fuga de fluxo axial em funcionamento Bombas volum tricas As bombas volum tricas ou de deslocamento positivo recebem esse nome por que o l quido ocupa um espa o no interior da bomba que tem seu volume in terno variado constantemente O l quido ao entrar na bomba tem um volume V e press o P Devido forma geom trica do interior dessa bomba e ainda por a o de um dispositivo de impuls o o volume interior da bomba diminui para V e a press o aumenta para P As bombas volum tricas ou de deslocamento positivo s o classificadas segun do seus tipos de dispositivos mec nicos de impuls o mbolos diafragma en grenagens parafusos entre outros em e alternativas e e rotativas 22 Bombas Conhe a a seguir esses tipos de bombas Bomba alternativa A bomba alternativa assim chamada devido forma que
60. o atmos f rica H atm em fun o da Altura em m Tabela 14 de Vapor da gua Hy em fun o da Temperatura em m Tabela 13 Tabela 14 Altitude Press o atmosf rica Temperatura Peso Press o de espec fico vapor m mca C kN m mca Co gt 40 33 15 9 789 0 17 300 9 96 20 9 789 0 25 600 9 59 25 9 777 0 33 900 9 22 30 9 764 0 44 1200 8 88 40 9 730 0 76 1500 8 54 50 9 689 1 26 1800 8 20 60 9 642 2 03 2100 7 89 70 9 589 3 20 2400 7 58 D 80 9 530 co 2700 7 31 9 466 7 18 NPSH A sigla NPSH vem da express o em Ingl s Net Positive Suction Head que j tem uma sigla correspondente em Portugu s APLS Altura Positiva L quida de Suc o ou Altura de Suc o Absoluta Como em livros de v rios idiomas conservou se a designa o de NPSH utilizaremos esse termo tamb m aqui NPSH ou APLS a grandeza que representa a disponibilidade de energia com que o l quido penetra na boca da entrada da bomba e que permitir atingir o bordo da p do rotor Existem dois fatores que possibilitam o surgimento da cavita o em uma bomba e bomba trabalhando com baixa press o e alta vaz o e exist ncia de altura negativa de suc o 144 Bombas Quanto maior for a vaz o da bomba e a altura de suc o maior ser a possibili dade de a bomba cavitar em fun o do NPSH Para que o NPSH proporcione uma suc o satisfat ria bomb
61. para limpar o rotor Placa lateral de suc o ou an is de desgaste desgastados Trocar a placa defeituosa conforme necess rio Altura de carga de suc o insuficiente Assegurar se de que a v lvula de corte da linha de suc o est totalmente aberta e a linha n o est obstru da Rotor com desgaste ou Inspecionar ou trocar se for quebrado necess rio A bomba deixa Bomba escorvada Escorvar novamente a bomba de bombear incorretamente ap s a partida Bols es de ar ou de vapor na linha de suc o Verificar a tubula o a fim de eliminar os bols es de ar Vazamento de ar na linha de suc o Reparar buj o o vazamento Os mancais Alinhamento incorreto Realizar um novo alinhamento da apresentam bomba e do motor aquecimento Lubrifica o inadequada Verifique o lubrificante quanto durante o adequa o e ao n vel funcionamento Resfriamento do leo Verificar o sistema de resfriamento lubrificante Ru dos Alinhamento incorreto da Alinhar os eixos vibra es bomba equipamento Rotor parcialmente obstru do Realizar um fluxo de lavagem da causando desbalanceamento bomba no sentido inverso para limpar o rotor Rotor ou eixo quebrado ou Trocar se for necess rio empenado Base sem rigidez Apertar os parafusos de fixa o da bomba e do motor ou ajuste os suportes Mancais com desgaste Trocar Tubula o de suc o ou Fixar conforme a
62. porte dever ser previsto um espa o suficiente para sua montagem e ou desmontagem e utilizar elementos que amorte am as vibra es provocadas pelo funcionamento da bomba para evitar a irradia o da vibra o para outras reas do local onde ela est instalada Isso evita que a vibra o afete a estrutura f sica das instala es prediais e adequar a base de fixa o com dimens es apropriadas para que a monta gem ao ser fixada n o provoque desalinhamentos e tor es entre a bomba e o motor el trico que a aciona e posicionar e fixar corretamente a bomba na base onde ser instalada a fim de garantir o bom desempenho e a vida til do equipamento e usar o m nimo de tubula o e fix la o mais reto poss vel desde o local de suc o at o local de descarga Fique ligado Detalhes de valores de medidas toler ncias alinhamentos folgas dentre outros valores que s o particulares de cada bomba dever o ser consultados no respectivo manual do fabricante da bomba Quando os padr es de folgas n o s o seguidos como indicado no manual t cnico de uma bomba o funcionamento torna se ineficiente com perda de rendimento e aumento no consumo de energia Recebimento da bomba Assim que a bomba for recebida dever ser inspecionada a fim de se verificar cuidadosamente se tudo est em perfeitas condi es Em caso de alguma irregularidade deve se anotar o item danificado ou n o re cebido no r
63. que se apresenta como fazer para essa vaporiza o n o ser prejudicial ao rotor da bomba e n o criar o fen meno da cavita o Para responder a essa pergunta os engenheiros mec nicos criaram uma NPSH que veremos a seguir Aten o A gua que est em um copo n o ferve entrando em ebuli o naturalmente porque a press o at mosf rica sobre ela n o permite que as bolhas de vapor se formem Mas quando voc aquece a gua no fogo ela ganha energia e consegue a partir de certa temperatura vencer a press o atmosf rica e ferver Quanto menor for a press o atmosf rica menor ser a temperatura para a gua ferver Quanto maior a altura de um determinado local menor sua press o atmosf rica e dessa forma menor ser a temperatura para a gua ferver A Tabela 13 que tamb m consta no Anexo Tabelas relaciona a altura do local com a press o atmosf rica e a Tabela 14 estabelece a rela o entre a temperatu ra que a gua ferve com a press o atmosf rica Veja agora exemplos e Em uma cidade litor nea em que a altura O zero a press o do local de 10 33mca metros de coluna de gua e a gua ferve a 100 C cem graus Cel sius Cap tulo 7 Cavita o e NPSH 143 e A cidade de Quito no Equador est a 3 000 metros de altitude em rela o ao n vel do mar e a sua press o atmosf rica de 7 03mca Nessa cidade a gua ferve a aproximadamente 89 C Tabela 13 Press
64. rio Cap tulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 105 Figura 66 Figura 67 106 Bombas Podemos concluir que a altura geom trica do sistema Heo a soma da altura geom trica de suc o He com a altura geom trica de descarga H como os eod representada na igualdade a seguir H H H geo geos geod Onde Heo a altura geom trica do sistema em metro H altura geom trica de suc o em metro geos H eoq altura geom trica de descarga em metro Em ambas as situa es a altura geom trica do sistema obtida por interm dio de medi o das dist ncias efetuadas com uma trena Veja a seguir um exemplo de c lculo da altura geom trica Exemplo Calcular a altura geom trica de um sistema em que e H 1m geos e HH 45m geod Calculando pela express o H Heos Hoed portanto H 1 45 46 m Altura de suc o H A altura de suc o a altura geom trica de suc o mais as perdas de carga AP que ocorre na tubula o de suc o De acordo com a posi o do reservat rio de suc o em rela o bomba podemos classificar algumas condi es da altura de suc o da seguinte forma e Altura de suc o para sistemas fechados H Capitulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 107 e Altura de suc o para sistemas afogados HJ e Altura de suc o de sistemas negativos Hj Altura de suc o para sistemas fechados H Sistema
65. temos como objetivos e diferenciar as bombas segundo aplica o e caracter stica e conhecer os diversos tipos de turbobombas suas partes componentes fun cionamento e aplica es e reconhecer os diversos tipos de bombas volum tricas suas partes compo nentes funcionamento e aplica es Um desafio para voc Um condom nio denominado Jardim das Rosas constitu do de um pr dio resi dencial de cinco andares num total de dez apartamentos tem em seu sistema hidr ulico uma bomba centr fuga que eleva gua da caixa inferior at a caixa superior na laje do 5 andar Devido ao excessivo tempo de uso a bomba est com os custos de manuten o muito elevados e precisa ser substitu da O s ndico que sempre tenta manter o consumo de energia e os custos de ma nuten o do edif cio dentro de padr es aceit veis ficou muito contente quando ganhou de um dos cond minos uma bomba alternativa de mbolo Mas como ele n o entende muito do assunto deseja saber se ser poss vel utiliz la na substitui o da antiga bomba centr fuga mantendo a mesma efici ncia energ tica e operacional Ap s ler este cap tulo responda qual a recomenda o que voc faria a esse s ndico Continuando nossa conversa Bomba defini o Para que se oriente adequadamente na escolha de tipo de bomba para realizar uma determinada tarefa com a maior efici ncia poss vel e portanto dentro das exig ncias da conserva o de ene
66. tubula o e alinhamento de acoplamen tos Todo esse conhecimento pode ser obtido por meio de conversas e trocas com os seus colegas de rea de trabalho bem como com a leitura especializada sobre o assunto e em cat logos t cnicos O conhecimento t cnico far de voc um profissional mais disputado pelo mer cado de trabalho 193 Cap tulo 9 MANUTEN O Iniciando nossa conversa Para qualquer equipamento ter uma longa durabilidade necess rio estabele cer rotinas de manuten o para a sua conserva o Essas rotinas s o conhecidas como planos de manuten o As bombas tamb m devem ter um plano de manu ten o para garantir o seu perfeito funcionamento Uma manuten o bem feita pode prolongar a vida da bomba com menores cus tos de opera o e menor possibilidade de quebra o que diminui o risco de inter romper um determinado processo industrial Al m disso uma manuten o bem feita far com que o equipamento trabalhe de acordo com as suas condi es normais de projeto o que proporcionar me nor consumo de energia Neste cap tulo vamos descrever alguns procedimentos de manuten o que s o rotineiros e comuns maioria das bombas centrifugas Objetivos Com os conhecimentos adquiridos nas unidades anteriores e os que ser o obti dos nesta unidade os objetivos de estudo deste cap tulo s o e seguir um plano de manuten o preventiva e realizar tarefas de lubrifica o e substituir gax
67. 0 903 Bras lia DF Tel 61 3317 9001 Fax 61 3317 9994 www cni org br Servi o de Atendimento ao Cliente SAC Tels 61 3317 9989 61 3317 9992 sac cni org br B695 239 p il ISBN 978 85 87257 32 1 Bombas guia b sico Eletrobr s et al Brasilia IEL NC 2009 1 Bombas Eletrobr s Il CNI Confedera o Nacional da Industria Ill IEL N cleo Central IV Titulo CDU 621 65 ELETROBR S PROCEL Presid ncia Jos Ant nio Muniz Lopes Diretoria de Tecnologia Ubirajara Rocha Meira Departamento de Projetos de Efici ncia Energ tica Fernando Pinto Dias Perrone Divis o de Efici ncia Energ tica na Ind stria e Com rcio Marco Aur lio Ribeiro Gon alves Moreira Equipe T cnica CONFEDERA O NACIONAL DA IND STRIA CNI Presidente Armando de Queiroz Monteiro Neto INSTITUTO EUVALDO LODI IEL N CLEO CENTRAL Presidente do Conselho Superior Armando de Queiroz Monteiro Neto Diretor Geral Paulo Afonso Ferreira Superintendente Carlos Roberto Rocha Cavalcante ELETROBR S PROCEL Equipe PROCEL IND STRIA Alvaro Braga Alves Pinto Br ulio Romano Motta Carlos Aparecido Ferreira Carlos Henrique Moya Humberto Luiz de Oliveira Lucas Vivaqua Dias ar lia Ribeiro Spera Roberto Piffer Roberto Ricardo de Araujo Goes Colaboradores George Alves Soares Vanda Alves dos Santos CONFEDERA O NACIONAL DA INDUSTRIA CNI DIRETORIA EXECUTIVA DIREX Diretor Jos
68. 100 4 90 34 9 75 2 5 10 125 5 143 3 1 7 136 2 9 10 150 6 215 3 2 5 5 204 3 1 9 Fonte NBR 6401 1980 D PROCEL lt 3 PROGRAMA NACIONAL Eletrobr s Minist rio de DE CONSERVA O DE ENERGIA EL TRICA A energia que movimenta o Brasil Minas e E nergia um PA S DE TODOS OVERNO FEDERAL CNIEL N SEM Fii ee Ji
69. 18 0 017 0 016 0 015 0 014 0 014 0 013 237 Anexos Tabelas Tubos de PVC Soldado mm Di metro Velocidade m dia m s n D mm 0 20 0 40 0 60 0 80 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 16 13 0 045 0 037 0 033 0 030 0 028 0 026 0 024 0 023 0 022 20 17 0 041 0 034 0 030 0 028 0 027 0 024 0 023 0 022 0 021 25 21 6 0 039 0 032 0 028 0 026 0 025 0 023 0 021 0 020 0 020 32 27 8 0 036 0 029 0 027 0 025 0 023 0 021 0 020 0 019 0 019 40 35 2 0 033 0 028 0 025 0 023 0 022 0 020 0 019 0 018 0 018 40 44 0 031 0 026 0 024 0 022 0 021 0 019 0 018 0 017 0 017 60 53 4 0 030 0 025 0 023 0 021 0 020 0 019 0 018 0 017 0 016 75 66 6 0 028 0 024 0 021 0 020 0 019 0 018 0 017 0 016 0 016 85 75 6 0 027 0 023 0 021 0 020 0 019 0 017 0 016 0 016 0 015 110 97 8 0 025 0 022 0 020 0 019 0 018 0 016 0 016 0 015 0 014 Tubos de PVC Rosca in 3 8 12 7 0 046 0 037 0 033 0 030 0 029 0 026 0 024 0 023 0 022 1 2 16 2 0 042 0 034 0 031 0 028 0 027 0 024 0 023 0 022 0 021 3 4 21 2 0 039 0 032 0 028 0 026 0 025 0 023 0 021 0 020 0 020 1 26 8 0 036 0 030 0 027 0 025 0 024 0 022 0 020 0 019 0 019 1 35 0 033 0 028
70. 1960 0 067 0 050 80 l 1387 373 206 5 1511 0067 0 044 40 20 93 287 1 682 344 0 0 084 0 066 34 20 gg 2667 4885 391 219 279 0 0 084 0 059 55 40 a344 2664 338 250 5576 0 105 0 084 80 l 24 31 455 323 4641 0105 0 076 1 52 40 424g 3505 356 3 38 9650 0 132 0 110 1 4 80 3246 485 445 8270 0132 0 102 1 40 40 agog 40 89 368 405 1313 0 152 0 128 1 2 80 i 38 10 5 08 540 1140 0 152 0 120 40 52 51 3 91 543 2165 0 190 0 165 2 50 go 8033 4925 554 747 1905 0 190 0 155 el MO Saas ee 5 16 862 0 197 0 229 0 197 1 2 80 l 59 00 701 11 40 0185 0 229 0 185 a lel soo 7788 549 11 27 4796 0 279 0 245 80 7366 762 1525 4261 0 279 0 231 40 10226 602 16 04 8213 0 0359 0 321 4 100 go 11430 9718 856 2228 7417 0 359 0 305 40 154 05 711 28 22 18639 0 529 0 484 6 190 gg 16827 14633 10 97 4249 16817 0 529 0 460 30 205 0 704 36 73 33007 0 688 0 644 8 200 49 21907 2927 818 4246 32275 0 688 0 637 30 2545 927 6020 50874 0 858 0 800 10 250 49 27308 0409 1506 95 66 46349 0 858 0 763 30 303 2 1270 79 59 72214 1 017 0 953 12 300 4 323 90 2890 1745 131 62 65575 1 017 0 908 30 3334 11 10 9413 87302 1117 1 047 14 350 49 355 60 3175 41905 15782 79173 1 117 0 997 Fonte ASHRAE HANDBOOK
71. 2 0 121 0 120 0 120 0 120 0 119 0 119 0 119 0 119 1 40 89 0 112 0 110 0 110 0 110 0 109 0 109 0 109 0 109 0 109 2 52 51 0 097 0 096 0 096 0 095 0 095 0 095 0 095 0 095 0 095 2 62 71 0 089 0 087 0 087 0 087 0 087 0 087 0 086 0 086 0 086 3 77 93 0 079 0 078 0 078 0 078 0 078 0 078 0 078 0 078 0 078 4 102 26 0 070 0 069 0 069 0 069 0 069 0 068 0 068 0 068 0 068 6 154 05 0 058 0 058 0 058 0 057 0 057 0 057 0 057 0 057 0 057 8 202 7 0 052 0 052 0 052 0 051 0 051 0 051 0 051 0 051 0 051 10 254 5 0 048 0 047 0 047 0 047 0 047 0 047 0 047 0 047 0 047 12 303 2 0 045 0 044 0 044 0 044 0 044 0 044 0 044 0 044 0 044 14 333 4 0 043 0 043 0 043 0 043 0 043 0 043 0 043 0 042 0 042 Fonte Termofluidomecanica IV 2 2007 Valter Rubens Gerner 236 Bombas AP f Leg V2 Di 29 AP f Leq V2 y Di 2 AP perda de carga m Leg comprimento equivalente da tubula o m Di di metro interno da tubula o m V velocidade do fluido no interior do tubo m s g acelera o da gravidade 9 8m s f coeficiente de atrito adimensional AP perda de carga Pa Leq comprimento equivalente da tubula o m Di di metro interno da tubula o m V velocidade do fluido no interior do tubo m s
72. 32 apresenta uma bomba com o eixo do rotor acoplado ao motor el tri co em corte transversal Cap tulo 2 Bombas centr fugas radiais 47 Figura 32 Bomba com eixo horizontal acoplada ao motor el trico Bomba com eixo vertical em balan o Essa bomba assim classificada por ter seu eixo colocado na posi o vertical com o rotor em balan o muito utilizada em locais onde se tenham problemas de espa o para instala o ou em bombas submersas A Figura 33 representa uma bomba com eixo vertical com rotor em balan o Figura 33 Bomba com eixo vertical 48 Bombas Classifica o de acordo com o tipo de carca a A carca a a parte da bomba onde est o instalados seus componentes e onde acumulado o l quido retirado do reservat rio de suc o para ser bombeado A carca a da bomba pode ser aberta no sentido horizontal ou vertical A carca a da bomba classificada em tr s tipos e bipartida aberta pela parte frontal no sentido vertical e bipartida aberta pela parte superior no sentido horizontal e multicelular e Carca a bipartida aberta pela parte frontal no sentido vertical Essa carca a classificada como bipartida no sentido vertical pelo fato de ser aberta pela tampa existente em sua parte frontal para montar e ou desmontar seus componentes Esse tipo de carca a utilizado na produ o de bomba centr fuga radial pura A Figura 34 mostra a carca a com tampa do corpo fixada
73. 32m 110 Bombas Altura de suc o de sistemas negativos H A suc o negativa acontece quando o reservat rio de suc o est abaixo da bomba A Figura 70 mostra num desenho esquem tico o reservat rio de suc o de sis temas negativos Figura 70 Reservat rio aberto abaixo da entrada da bomba A altura de suc o para sistemas afogados a altura geom trica de suc o nega tiva menos a perda de press o na tubula o como demonstrada a seguir na igualdade H H_ AP geos s Onde H a altura de suc o em metro m Heos altura geom trica negativa de suc o em metro m AP a perda de press o na tubula o de suc o em metro de coluna de gua mca O pr ximo exemplo mostra o c lculo de suc o de um sistema negativo Exemplo Calcular a altura de suc o de um sistema negativo em que temos e H 1 0m geos o AP 1 032mca Cap tulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 111 Calculada pela express o H H eos AP portanto geos H 1 0 1 032 2 032m Nota O sinal negativo que antecede H da equa o geos Fique ligado Diversas unidades de press o s o utilizadas A unidade oficial usada no Brasil a do sistema interna cional cuja nota o Pa Pascal ou bar Existem tamb m unidades de press o no antigo sistema brit nico a bf in libra for a por polega da quadrada conhecida como psi as unida
74. 4 95 66 119 5 143 4 167 4 191 3 215 2 239 1 263 0 286 9 310 88 150 6 54 27 108 5 162 81 217 0 271 3 325 6 379 9 434 1 488 4 542 7 596 9 651 2 705 52 Refer ncia Hidraulic Handebook e em um trabalho apresentado pelo College of Agriculture and Home Economics pelo Engenheiro Agricola C H Hohn em Outubro de 1997 Essa tabela foi obtida a partir do calculo original e se encontra em unidades do sistema brit nico tendo sido adaptada para o sistema m trico utilizando a equa o a seguir mo 0 002829 0 h 2 9 802 Confira a seguir o c lculo da vaz o de gua de um sistema hidr ulico utilizando a tabela M todo para a determina o aproximada da vaz o de gua na sa da de uma tubula o horizontal Exemplo Um propriet rio rural quer saber qual a vaz o de gua que est sendo bombea da por uma bomba que se encontra em sua propriedade Para tanto ele execu tou algumas medidas Figura 144 Detalhes das alturas Y e X do jato de gua do exerc cio Cap tulo 9 Manuten o 217 Para determinar a vaz o ele utilizou a tabela anterior da seguinte maneira Vaz o de agua mich na saida da Ciimeiro Morunal in o 25 32 4i 50 BS BO 0 50 k Solu o Ur _ 4 o de po ef D e e lu de fo ie EEA A tabela foi elaborada para o valor de Y 0 3m A dist ncia do alcance do jato de gua A 04m Vaz
75. 4 43 0 744 10 73 10 11 65 0 900 10 49 20 7 97 1 266 10 09 Solu o de cloreto de c lcio eut tica 40 1315 25 0 3360 20 1305 11 0 1640 0 1296 4 39 581 20 1287 2 72 357 Fonte Termofluidomecanica IV 2 2007 Valter Rubens Gerner Viscosidade Cinem tica cm 10 stoke 10 S 2 mm 10 centistoke 232 Bombas Tabela 10 Rugosidade de tubos Material Rugosidade mm Tubos de a o juntas soldas e interior continuo A o Galvanizado Novo 0 15 a 0 2 A o Forjado Novo 0 04 a 0 06 A o Fundido 0 25a 0 5 A o Rebitado 1 0a3 0 Tubo de Cobre 0 0015 Grandes incrusta es ou tuberculiza es 2 4a 12 0 Tuberculiza o geral de 1 a 3mm 0 9 a 2 4 Pintura brocha com asfalto esmalte ou betume em camada 0 6 espessa Leve enferrujamento 0 25 Revestimento por imers o em asfalto quente 0 1 Revestimento com argamassa de cimento 0 1 Tubo previamente alisado internamente e posteriormente i 0 06 revestido de esmalte com vinyl ou ep xi obtido por centrifuga o Tubo de concreto Acabamento bastante rugoso executado com formas de madeira muito rugosa concreto pobre por desgastes por eros o juntas 2 0 mal alinhadas Acabamento rugoso marcas vis veis de formas 0 5 Superf cie interna alisada a desempenadeira juntas bem feitas 0 3 Superf cie obtida por centrifuga o 0 33 Tubo d
76. 5 0 035 0 034 0 034 1 35 05 0 040 0 036 0 034 0 034 0 033 0 032 0 032 0 032 0 031 1 40 89 0 038 0 034 0 033 0 032 0 032 0 031 0 030 0 030 0 030 2 52 51 0 035 0 032 0 030 0 030 0 029 0 029 0 028 0 028 0 028 2 62 71 0 033 0 030 0 029 0 028 0 028 0 027 0 027 0 027 0 026 3 77 93 0 031 0 028 0 027 0 027 0 026 0 026 0 025 0 025 0 025 4 102 26 0 029 0 026 0 025 0 025 0 024 0 024 0 024 0 023 0 023 6 154 05 0 026 0 024 0 023 0 022 0 022 0 021 0 021 0 021 0 021 8 202 7 0 024 0 022 0 021 0 021 0 020 0 020 0 020 0 020 0 020 10 254 5 0 023 0 021 0 020 0 020 0 019 0 019 0 019 0 019 0 019 12 303 2 0 022 0 020 0 019 0 019 0 019 0 018 0 018 0 018 0 018 14 333 4 0 021 0 020 0 019 0 018 0 018 0 018 0 018 0 018 0 017 Tubos de A o Forjado Novo Sd 40 Di metro Velocidade m dia m s D D mm 0 20 0 40 0 60 0 80 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 14 9 25 0 344 0 337 0 334 0 333 0 332 0 331 0 331 0 330 0 330 3 8 12 52 0 258 0 254 0 252 0 251 0 251 0 250 0 250 0 249 0 249 1 2 15 8 0 213 0 209 0 208 0 207 0 207 0 206 0 206 0 206 0 206 3 4 20 93 0 172 0 169 0 168 0 168 0 168 0 167 0 167 0 167 0 167 1 26 64 0 146 0 144 0 143 0 142 0 142 0 142 0 142 0 142 0 141 1 35 05 0 12
77. Figura 73 Alimenta o por cima do reservat rio de descarga com tu bula o livre e curva _ p Sentido do luxe do liquide Figura 74 Alimenta o por cima do reservat rio de descarga com tu bula o lateral livre Sentido do fuxo do liquido Cap tulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 115 Figura 75 Alimenta o por cima do reservat rio de descarga com tu bula o imersa com curvas Sentido do fluxo do liquido Altura de descarga para sistema ascendente a altura geom trica de descarga mais a perda de press o na tubula o de descarga como demonstrada a seguir na igualdade H H AP D geod D Onde H a altura de descarga em metro m Hae altura geom trica de descarga em metro m Ap a perda de press o de descarga em metro de coluna de gua mca Confira a seguir o c lculo da altura de descarga de um sistema ascendente Exemplo Calcular a altura de descarga de um sistema ascendente em que H 45 0m geod o A 2 925mca Calculando pela express o Hp H eog App Portanto D geod H 45 0 2 925 47 925m 116 Bombas Altura de descarga para sistema descendente H Sistema descendente aquele em que o n vel do reservat rio de descarga est abaixo da bomba A Figura 76 mostra um desenho esquem tico de um reservat rio de descarga em sistema descendente Figura 76 Reservat rio de descarga abaixo da bomba Al
78. Fonte Termofluidomecanica IV 2 2007 Valter Rubens Gerner AP f Leg V2 Di 29 AP f Leg V2 y Di 2 AP perda de carga m Leq comprimento equivalente da tubula o m Di di metro interno da tubula o V velocidade do fluido no interior tubo m s m do g acelera o da gravidade 9 8m s f coeficiente de atrito adimensional AP perda de carga Pa Leq comprimento equivalente da tubula o m Di di metro interno da tubula o m V velocidade do fluido no interior do tubo m s g acelera o da gravidade 9 8m s f coeficiente de atrito adimensional Y peso espec fico do fluido kg m Anexos Tabelas 235 Tabela 11B Valores de coeficiente de atrito f para tubos conduzin do gua a 25 C Tubos de A o Forjado Novo Sd 40 Di metro Velocidade m dia m s D D mm 0 20 0 40 0 60 0 80 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 14 9 25 0 065 0 058 0 055 0 053 0 052 0 051 0 050 0 050 0 049 3 8 12 52 0 058 0 051 0 049 0 048 0 047 0 045 0 045 0 044 0 044 1 2 15 8 0 053 0 047 0 045 0 044 0 043 0 042 0 041 0 041 0 041 3 4 20 93 0 048 0 043 0 041 0 040 0 039 0 038 0 038 0 037 0 037 1 26 64 0 044 0 039 0 038 0 037 0 036 0 03
79. Francisco Carlos de Souza Bomba Rio de Janeiro PROCEL Programa Na cional de Conserva o de Energia El trica 2004 PROVENZA F SOUZA Hiran Rodrigues Hidr ulica S o Paulo F Provenza 1976 SILVA Benedcto Remy da Manual de termodin mica Gr mio Polit cnico 1980 STREETER Victor L WYLIE E Benjamin Mec nica dos fluidos S o Paulo Mc Graw Hill Ltda 1996 TELLES Pedro C Silva Vasos de press o S o Paulo Livros T cnicos e Cient ficos Editora Ltda 1991 TORREIRA Raul Peragallo Bombas v lvulas e acess rios S o Paulo Raul Pera gallo Torreira VAN WYLEN Gordon J SONNTAG Richard E BORGNAKKE Claus Fundamentos da termodin mica cl ssica S o Paulo Edgard Blucher 1995 589p Internet www gouldspumps com www imbil com br www ksb com br Anexos Tabelas Tabela 1 Dimensionamento de tubos de a o 225 rea superficial Diametros E Peso rea por metro de JOSSELIN por interna comprimento da parede TA metro do tubo 2 Di metro do tubo Di metro Di metro de tubo mm Externa Interna Sd externo mm 5 A nominal interno Kg m m m mm in mm 40 9 25 224 0 631 671 0 043 0 029 Bl sage 1943 ll 767 3 02 0796 462 0043 0 024 40 1252 231 0 844 1232 0 054 0 039 38 10 go 1714 40 74 320 1 098 90 7 0 054 0 034 vw 45 40 ora 1580 277 1265
80. a necess rio que a press o em qualquer ponto da tubula o nunca venha reduzir se press o de vapor do l quido Para se estabelecer comparar e alterar os dados de uma instala o hidr ulica deve se determinar dois valores caracter sticos do NPHS e NPSH real ou requerido e NPSH dispon vel NPSH real ou requerido O NPSH requerido ou real uma caracter stica da bomba determinada em seu projeto de f brica por meio de c lculos e ensaios de laborat rio Tecnicamente NPSH a energia necess ria para vencer as perdas de carga entre a conex o de suc o da bomba e as p s do rotor assim como criar a velocidade desejada no l quido nas p s do rotor Esse dado deve ser obrigatoriamente fornecido pelo fabricante por meio das curvas caracter sticas das bombas curva do NPSH Os fabricantes fornecem em seus cat logos para cada tipo de bomba um gr fi co do NPSH em fun o da vaz o da bomba Q O gr fico a seguir mostra a rela o entre o NPSH e a vaz o da bomba Figura 87 Gr fico de NPSH HP SH Cap tulo 7 Cavita o e NPSH 145 NPSH dispon vel NPSH dispon vel se refere disponibilidade de energia do l quido ao entrar na bomba a qual depende da maneira como projetada a instala o hidr ulica De uma forma geral o NPSH que uma caracter stica da instala o hidr ulica pode ser definido como a energia que o l quido possui num ponto imediata mente anterior
81. a adequado Os diversos defeitos que ocasionam a necessidade de manuten o em uma bomba e seus componentes podem ocorrer devido a problemas de um projeto hidr ulico mal executado e que gerou uma instala o com tubula es e acess rios indevidos Quando uma instala o mal dimensionada com uma bomba inadequada pode acarretar um desgaste prematuro da bomba com um aumento da sua pot ncia consumida o que representa uma perda de energia el trica desnecess ria Conv m a voc que est estudando esse assunto ter no es do dimensionamen to de uma instala o para analisar os problemas de manuten o que ocorrem sucessivamente com a mesma bomba A perda de carga um dos conceitos de maior import ncia para se entender os conceitos envolvidos no funcionamento de uma rede hidr ulica Nesses tempos de aquecimento global e mudan as clim ticas nossa preocu pa o deve ser atingir o maior n vel poss vel de conserva o de energia por meio da utiliza o de m quinas equipamentos e aparelhos com alta efici ncia energ tica Nesse contexto a perda de carga um problema muito grave a ser resolvido 76 Bombas Esse ser o assunto deste cap tulo Objetivos Com o estudo deste cap tulo temos como objetivos e determinar qual o melhor di metro nominal D para uma determinada vaz o de gua em fun o de uma recomenda o da ABNT Associa o Brasi leira de Normas T cnicas e calcular o compri
82. a alternativa de mbolo em corte transversal Figura 7 Bomba alternativa de mbolo ENTRADA DO L QUIDO CRUZETA BIELA FIXO D MANIVELA 24 Bombas Fique ligado As bombas alternativas de mbolo como as de pist o s o projetadas para bombear l quidos sob pres s o maior que as demais bombas Bomba alternativa de diafragma Nesse tipo de bomba o dispositivo mec nico de impuls o que movimenta o l quido um diafragma ou seja uma membrana acionada por movimentos al ternativos de uma haste Fique ligado A bomba alternativa de diafragma utilizada em ve culos automotivos Ela retira o combust vel do tanque e transporta o at o motor O uso desse tipo de bomba n o recomendado para aplica o em press es superiores a 8 75 bares 125 psig Confira a seguir a representa o esquem tica de uma bomba alternativa de dia fragma em corte transversal Figura 8 Bomba alternativa de diafragma Cap tulo 1 Defini o e classifica o de bombas 25 Fique ligado Chama se suspiro a abertura para respira o ou entrada de ar dentro da v lvula Bomba rotativa A denomina o gen rica de bomba rotativa designa uma s rie de bombas volu m tricas comandadas por um movimento de rota o de seu dispositivo mecani co de impuls o da a origem do nome A bomba rotativa pode ser classificada entre outros tipos como e de
83. a altura Y foi estabelecido como 0 3 me tros M todo para a determina o aproximada da vaz o de gua na sa da de uma tubula o horizontal 216 Bombas Vaz o de gua m3 h na sa da da tubula o de descarga em fun o da dist ncia do jato de gua Di metro Nominal mm in 0 2 04 06 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 8 1 4 0 20 0 39 0 59 0 78 0 98 1 17 1 37 1 57 1 76 1 96 2 15 2 35 2 54 10 3 8 0 36 0 72 1 08 1 43 1 79 2 15 2 51 2 87 3 23 3 58 3 94 4 30 4 66 Dist ncia horizontal do jato de gua X em metros 15 1 2 0 57 1 14 1 71 2 28 2 85 3 43 4 00 4 57 5 14 5 71 6 28 6 85 7 42 20 3 4 1 00 2 00 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 02 10 02 11 02 12 02 13 02 25 1 1 62 3 25 4 87 6 49 8 11 9 74 11 36 12 98 14 61 16 23 17 85 19 48 21 10 32 1 1 4 2 81 5 62 8 43 11 24 14 05 16 86 19 67 22 48 25 29 28 09 30 90 33 71 36 52 40 1 1 2 3 82 7 65 11 47 15 29 19 12 22 94 26 77 30 59 34 41 38 24 42 06 45 88 49 71 50 2 6 31 12 61 18 92 25 22 31 53 37 83 44 14 50 45 56 75 63 06 69 36 75 67 81 97 65 2 1 2 8 99 17 99 26 98 35 97 44 97 53 96 62 95 71 95 80 94 89 93 98 93 107 9 116 91 80 3 13 89 27 78 41 67 55 55 69 44 83 33 97 22 111 1 125 0 138 8 152 7 166 6 180 55 100 4 23 91 47 83 71 7
84. a bomba centr fuga s o e Rotor ou impelidor composto essencialmente de p s ou h lice que impul sionam o l quido e Carca a serve para envolver todos os componentes de uma bomba Para o funcionamento da bomba necess rio que a carca a esteja completa mente cheia do l quido a ser bombeado e portanto imprescind vel que o rotor permane a submerso no l quido 36 Bombas Aten o N o pode existir ar no compartimento onde est instalado o rotor dentro da carca a da bomba por que o ar cria uma resist ncia f sica passagem do l quido Classifica o das bombas centr fugas radiais As bombas centr fugas radiais puras s o classificadas de acordo com e a quantidade de rotores e o n mero de entradas de l quido para aspira o e otipo de rotor e a posi o do eixo e otipo de carca a Existem outras caracter sticas que classificam uma bomba centr fuga radial pura entretanto citamos aquelas que s o mais comumente usadas para classific la Classifica o quanto quantidade de rotores De acordo com a quantidade de rotores que as comp em as bombas podem ser de dois tipos e de simples est gio ou um nico rotor e e de m ltiplos est gios ou de m ltiplos rotores e Bombas de simples est gio Essas bombas t m um nico rotor e s o tamb m conhecidas como bomba de simples ou nico est gio caracterizando uma bomba centr fuga radial pura Capitulo
85. a desse tipo de carca a feita lateralmente no sentido vertical Observe na Figura 36 uma bomba com carca a multicelular Figura 36 Carca a multicelular Voltando ao desafio O s ndico do condom nio ainda tem muitas d vidas sobre qual tipo de bomba centr fuga deve ser utilizada para substitui o da bomba que leva gua da caixa inferior at a caixa superior No primeiro momento podemos pensar que qualquer bomba centr fuga de sim ples est gio ser suficiente pois se trata de um pr dio residencial pequeno com apenas dez apartamentos cujo consumo de gua n o deve ser muito elevado e isso exige uma bomba de baixa vaz o capaz de elevar a gua a uma altura razo avelmente pequena a laje do quinto andar Cuidado com essa conclus o Com certeza uma bomba centr fuga de simples est gio ser muito conveniente para esse condom nio por m qual o melhor modelo de bomba que possa ele var a gua com a vaz o e altura desejada e que possua uma melhor efici ncia energ tica com menor consumo de energia concluiremos estudando os pr xi mos cap tulos Cap tulo 2 Bombas centr fugas radiais 51 Resumindo De acordo com a finalidade de aplica o as bombas centr fugas radiais possuem uma caracter stica construtiva que pode ser utilizada para a sua classifica o Destas estudamos as mais significativas tais como quantidade de rotores n mero de entrada de aspira o tipos de rotor posi o do
86. a pelos orif cios de al vio 202 Bombas e Garantir que os selos da estrutura estejam assentados no alojamento do man cal e em caso negativo verificar as recomenda es no manual t cnico do fabricante da bomba e Colocar a bomba para funcionar durante cerca de meia hora ou at que a gra xa pare de sair do alojamento dos buj es pelo orif cio de al vio e As temperaturas do mancal s o geralmente cerca de 25 C superiores tem peratura da superf cie externa do alojamento do mancal Fique ligado Proteja o meio ambiente N o jogue no solo ou no esgoto o leo usado Esse leo dever ser armazena do num recipiente e enviado para limpeza e recupera o em empresas especializadas Caixa de gaxetas A caixa de gaxetas n o engaxetada na f brica e as gaxetas devem ser colocadas corretamente antes da opera o da bomba As gaxetas sofrem desgaste natural durante o funcionamento da bomba e de vem ser substitu das A sele o e coloca o correta de uma gaxeta preservam a vida operacional til de uma bomba ou v lvula Instru es de instala o de gaxetas Como n o comum aos manuais de fabricantes de bomba fornecerem detalhes para a remo o e instala o das gaxetas conveniente aprender como faz lo As etapas desse processo s o descritas a seguir e como motor e a press o desligados a gaxeta velha deve ser retirada com um saca gaxeta como indicado na Figura 128 Deve se ter o
87. a real at a qual a bomba deve elevar a gua Em resumo a bomba deve ter uma capacidade n o s de vencer a altura ge om trica do sistema mas tamb m de superar as perdas de carga do sistema hidr ulico e ter um rendimento eficiente com rela o ao bombeamento de gua na vaz o desejada Aprenda mais Procure ler livros t cnicos que tratam do assunto e manuais de fabricantes de bombas hidr ulicas Consulte tamb m os cat logos dos fabricantes de tubos e v lvulas para se fami liarizar com os componentes e aumentar os seus conhecimentos 123 Cap tulo 6 CURVAS CARACTER STICAS DAS BOMBAS Iniciando nossa conversa Voc sabe que em um sistema hidr ulico pode existir uma bomba que cons tantemente apresenta problemas entre outros a quebra da bomba o desgaste excessivo de seus componentes e at provocar um alto consumo de energia el trica Esses problemas acontecem apesar de os processos de manuten o pre ventiva e corretiva estarem de acordo com as recomenda es do fabricante Os problemas na bomba decorrem de ela n o ter sido corretamente dimensio nada para o sistema hidr ulico em que est instalada Ao estudar os cap tulos anteriores voc aprendeu qual deve ser o di metro de uma tubula o em fun o de uma determinada vaz o de gua Viu que esta va z o provocar uma perda de carga no sistema e ainda como calcular a altura total do sistema hidr ulico A partir dessas informa es voc
88. abia que a perda de carga uma perda de energia do sistema hidr ulico e a perda de carga acarretar um maior consumo de energia el trica durante o funcionamento da bomba e que o di metro da tubula o de gua de uma instala o hidr ulica possui uma rela o com a vaz o de gua que ele pode transportar e que essa vaz o gerar uma velocidade da gua dentro da tubula o e que essa velocidade causa uma perda de carga Vamos ent o estudar essas rela es de valores Inicialmente vamos descobrir o que perda de carga Trata se da denomina o dada perda de press o que ocorre dentro de uma tubula o quando um fluido se desloca no seu interior Isso acontece porque sempre que um fluido se desloca no interior de uma tubula o ocorre uma turbul ncia e um atrito desse fluido com as paredes internas desta tubula o ocorrendo uma perda de press o A perda de press o corresponde a uma perda de energia hidr ulica que resulta r em um maior consumo de energia el trica Fique ligado Turbul ncia ou regime turbulento o movimento desordenado das part culas do fluido no interior da tubula o Quanto maior for a velocidade de deslocamento do fluido na tubula o maior ser a turbul ncia e quanto maior for a turbul ncia maior ser a perda de carga com a conseqiiente perda energ tica Na Figura 56 est representada uma tubula o com a turbul ncia do l quido no seu int
89. ado a vaz o fornecida e a press o que ela consegue desenvolver Fique ligado O fabricante da bomba ou o do rolamento sempre indica o intervalo de tempo entre cada lubrifica o Obedecer aos crit rios para escolha de lubrificante e seu intervalo de substitui o reduz consumo de energia Al m disso aumenta a vida til da bomba 64 Bombas O leo e as graxas lubrificantes bem como a lubrifica o podem ser estuda dos em literatura especializada sobre o assunto como livros que tratam de fun damentos de lubrifica o Fique ligado Quanto maior o atrito entre o eixo e o mancal maior ser a for a que o motor ter de mover e maior o consumo de energia el trica O procedimento para substitui o de lubrificante dos mancais est descrito no capitulo Manuten o Suporte do mancal O suporte de mancal ou cavalete de mancal o local do corpo da bomba cen tr fuga onde o mancal ser fixado A bomba centr fuga radial de simples est gio com suporte de mancal nor malmente do tipo back pull out Isso significa que o suporte do mancal junto com o rotor desmont vel por tr s sem ser necess rio remover a carca a da bomba do lugar onde est instalada e nem soltar as tubula es de suc o e recalque As Figuras 47 e 48 mostram desenhos esquem ticos em transversal A primeira mostra um suporte de mancal bomba back pull ou e a segunda um cavalete de mancal Cap tulo 3 Co
90. ais como bombas tubula es v lvulas e acess rios que s o necess rios para se obter a transfer ncia do fluido de um ponto para outro A Figura 62 mostra um desenho esquem tico de uma instala o t pica de bom beamento de gua e a descri o de seus componentes Figura 62 Instala o de bombeamento e seus componentes M E Cap tulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 103 Legenda Casa da bomba Reservat rio de suc o Tubula o de Suc o Tubula o de Recalque Reservat rio de descarga Motor de acionamento Bomba VCP V lvula de p com crivo RE Redu o exc ntrica CL Curva 90 VR V lvula de Reten o R Registro C Joelho o z o oy A tubula o e seus acess rios ou singularidades causam uma perda de carga AP no sistema hidr ulico conforme j foi visto A perda de carga influencia diretamente no c lculo da altura do sistema e a altu ra de vital import ncia para determinar qual a melhor bomba centr fuga radial pura dentre as muitas produzidas que deve ser recomendada para vencer a al tura com uma determinada vaz o volum trica Altura geom trica de suc o He os Altura geom trica de suc o a diferen a de altura entre o n vel do reservat rio de suc o e a linha de centro do rotor da bomba que obtida por meio de uma medi o das dist ncias efetuada com uma trena A Figura 63 mostra o d
91. ais de ar condicionado para conforto par metros b sicos de projetos Procedimentos e Quanto menor for o comprimento de uma tubula o maior ser a possibili dade de se evitar a perda de carga e ganhar maior efici ncia energ tica e Toda a tubula o e acess rios devem estar limpos internamente antes da co nex o com a bomba para evitar que qualquer res duo s lido penetre no seu interior mesmo que existam filtros nas tubula es de suc o e descarga e Sea bomba for movimentar fluidos quentes dever o ser previstas juntas de dilata o para compensar a expans o linear e a dilata o t rmica nas diversas singularidades existentes nas tubula es de suc o e descarga Isso deve ser feito para evitar que a bomba fique desalinhada 168 Bombas Figura 97 Juntas de dilata o fy Sobreposta Copo Bucha com bucha Pist o Gaxeta e A tubula o n o deve ser conectada bomba at que o concreto da sua base de sustenta o esteja completamente seco curado e os parafusos de fixa o completamente apertados e necess rio prever na tubula o de suc o e descarga um ponto o mais pr xi mo poss vel da bomba onde ser instalado um man metro para leitura de da dos que possibilitem o controle e an lises de press o de recalque e descarga Cuidados com a tubula o de suc o A tubula o de suc o apresenta algumas peculiaridades que devem ser obser vadas Confira
92. ando um l quido escoando dentro de uma tubula o a uma certa velocidade tem um bloqueio repentino de seu movimento causando uma grande varia o de press o dentro da tubula o o mesmo fen meno que ocorre quando voc aperta o bot o da v lvula de descarga em um vaso sanit rio e ao soltar o bot o a gua que desce pela tubula o interrompida bruscamente de seu movimento causando um forte ru do facilmente aud vel na tubula o sobre a v lvula de descarga O golpe de ar ete pode causar uma varia o de press o t o brusca que pode romper as paredes da tubula o e destruir a carca a da bomba caso isso ocorra no interior da bomba Cap tulo 8 Instala o da bomba 175 Figura 108 V lvula por controle de golpe de ar ete e Nos pontos onde houver necessidade de expurgar o ar podem ser instaladas v lvulas ventosas Figura 110 V lvula ventosa 176 Bombas Figura 111 V lvula ventosa em corte f A bomba deve ser protegida contra opera o inferior vaz o minima mediante dispositivos tais como orif cio calibrado ou v lvula de vaz o m nima Figura 112 Orif cio calibrado para controle de vaz o m nima Figura 113 V lvula de vaz o m nima instalada entre a bomba e o reser vat rio de suc o Localiza o da placa Rosorvat rio de oril cio se do suc o _ Vala da vaz o minima Raio minimo 3x DM i 1 Vel mix 4 5 ms 4 5 m min
93. ao flange de suc o da bomba acima da sua press o de vapor Essa vari vel deve ser calculada por quem dimensionar o sistema em fun o da bomba utilizando se de coeficientes tabelados e dados da instala o O l quido no reservat rio de suc o est sujeito a uma press o interna diferente da press o atmosf rica No momento em que o n vel desse l quido est abaixo do centro da bomba a press o interna ser negativa e poder provocar a cavita o Quando o n vel do l quido desse reservat rio estiver acima do centro da bomba a press o interna ser positiva e normalmente n o ocorrer a cavita o A press o de suc o dever ser sempre superior press o em que a gua ferve referente temperatura em que ela se encontra no momento de bombeamento Tabela 14 para que n o ocorra o fen meno de cavita o Podemos equacionar o NPSHD dispon vel da seguinte maneira NPSH dispon vel Fa Heos H AAP Pe Onde NPSH energia dispon vel na instala o para suc o em mca H m press o atmosf rica local em mca Heo altura geom trica de suc o positiva quando a bomba est afogada e negativa quando estiver acima do n vel de gua em mca H press o de vapor do fluido em fun o da sua temperatura em mca AP perda de carga total na linha de suc o em mca P nest Press o do reservat rio de suc o 146 Bombas Aten o Bomba afogada o termo que se
94. ara temperatura ambiente de trabalho entre a m nima de 0 C e m xima de 80 C Cap tulo 9 Manuten o 201 e Normalmente as temperaturas do mancal s o cerca de 25 C superiores as da temperatura da superf cie externa do alojamento do mancal e Quando a temperatura de trabalho for menor de 0 C s o empregadas gra xas especiais e deve se sempre verificar o manual t cnico do fabricante da bomba e Para temperaturas de opera o acima de 110 C os mancais devem ser lubri ficados por uma graxa de alta temperatura de acordo com as orienta es do manual do fabricante da bomba e Atemperatura do mancal normalmente aumenta ap s uma nova lubrifica o devido a um excesso de suprimento de graxa As temperaturas retornar o ao normal ap s a bomba ter virado e purgado o excesso dos mancais normal mente entre duas a quatro horas ap s o rein cio da opera o e Ao proceder a uma nova lubrifica o h o perigo de as impurezas penetrarem no alojamento do mancal O recipiente de graxa o dispositivo de engraxar e as graxeiras devem estar limpos Figura 127 Engraxamento dos mancais da bomba Grexeira Cavidades de graxa Cerificios de alivia de graxa Mancais lubrificados com graxa Procedimentos para reengraxar e Limpar a sujeira das graxeiras e Remover os buj es de al vio de graxa e Encher ambas as cavidades de graxa por meio das graxeiras com a graxa re comendada at que a graxa nova sai
95. as de fun cionamento e no caso de vazamento excessivo apertar as porcas em mais de 1 6 de volta Durante o funcionamento todo engaxetamento deve gotejar Quando as gaxe tas atingirem o est gio de acomoda o bastar um controle semanal Consultar o manual t cnico da bomba Sempre que poss vel uma linha hidr ulica deve ser constru da com o menor n mero de singularidades e com a velocidade a mais baixa poss vel desde que isso seja economicamente vi vel Para se obter velocidades menores tubos de maior di metro devem ser utilizados Fique ligado As velocidades maiores causam maior perda de carga uma maior perda de carga aumentar a pot n cia da bomba e uma maior pot ncia representar um maior consumo de energia Voltando ao desafio No desafio deste cap tulo o s ndico deseja saber se pode instalar o chassi da bomba com o seu respectivo motor el trico de qualquer maneira j que ambos componentes est o fixados ao chassi A melhor recomenda o a de que ele deve observar o manual t cnico de insta la o da bomba adquirida onde constam os detalhes relativos instala o desse Cap tulo 8 Instala o da bomba 189 conjunto de bomba e motor el trico O s ndico ir observar que existe uma gran de gama de recomenda es que v o desde o nivelamento da base de concreto onde o chassi bomba e motor el trico dever o ser apoiados com seus respecti vos pinos de fixa o e cox
96. aterial existem indica es das v rias publi ca es que foram consultadas para escrever este cap tulo Voc pode procur las caso queira se aprofundar no estudo da perda de carga 99 Cap tulo 5 ALTURA TOTAL DO SISTEMA HIDR ULICO Iniciando nossa conversa No cap tulo anterior foi visto que a gua perde press o quando circula atrav s dos diversos componentes e acess rios de uma instala o hidr ulica Foi visto tamb m como determinar esta perda de press o Depois de tudo isso ficam as perguntas para que servem tantos c lculos Como saber se a bomba hidr ulica funcionar corretamente conforme o esperado Ser que a vaz o volum trica Q pode estar correta mas a altura de eleva o da gua H n o Quando observar uma instala o hidr ulica repare a altura que existe entre o n vel do reservat rio de suc o e o n vel do reservat rio de descarga para onde o l quido est sendo levado conhecida como altura geom trica do sistema ou altura real Ser que a bomba que estamos utilizando deve somente vencer a altura geom trica do sistema para transportar uma determinada vaz o volum trica Q Como j foi visto para uma bomba conseguir transportar uma determinada va z o volum trica de gua ela deve al m de vencer a altura geom trica do sis tema superar todas as perdas de carga causadas pela gua ao se movimentar dentro da tubula o do sistema 100 Bombas Objetivos Com o estu
97. bomba ser de 60 que o melhor rendimento que a bomba sugerida pode ter e Curva da vaz o versus NPSH QxNPSH No gr fico da segunda curva marcar o ponto de vaz o Q 27m h e tra ar a reta que ao cruzar com a curva existente indica o NPSH de 3 2m e Curva da vaz o versus pot ncia consumida QxP_ No gr fico da terceira curva marcar o ponto de vaz o 0 27m h e tra ar a reta que ao cruzar com a curva do rotor que tem o di metro 176mm determina a pot ncia P consumida de 8 5HP A figura a seguir mostra graficamente o tra ado das tr s curvas caracter sticas da bomba KSB Cap tulo 6 Curvas caracter sticas das bombas 135 Figura 85 Curvas caracter sticas de um tipo de bomba centrifuga ra dial do fabricante KSB CTT pam TT CFETEO Bendmeno E BEREE TE ist HEHE a E E yi la E E O E E m HT TER E EN _ EE et iia je es ee ee el e o rd A een ee beth i O i ai E 3 2m A PEE TTP TPT Ee HHH aa CHEE TELL ITT ITI TTT th HPSH ee ferrari Bee m 2 BE loam ER EEHEEHE EEEEEEE AH Hi ERE HH BEEEEF APSE IE Se HEHEHE EH POCO BENNE E mesma amam DARRNGAGINA E PCE IEF HeT Hoer et TALAD I Let Llet LL THETA DEE TESE LET HH JAJ Error HAHAHAHAHAHA HH 0 24 6 8 1 11 12 14 16 BLZ 30 3M OM G mh 136 Bombas A an lise das tr s curvas caracter sticas leva conclus o de que a bomba suge rida pelo en
98. cionamento Isso requer um maior consumo de energia el trica O manual do fabricante fornece detalhes de como alinhar o mancal Apesar das pe as da bomba serem manufaturadas pelo seu fabricante de in teresse pr tico estudar a adequa o das pe as para que a bomba trabalhe com a pot ncia m xima de opera o na velocidade especificada a fim de que se obtenha o uso mais econ mico da energia necess ria ao seu funcionamento Fique ligado Alinhar o mancal refere se ao alinhamento do eixo do motor el trico com o eixo da bomba consegui do com o alinhamento dos acoplamentos j que estes se encontram na ponta de ambos os eixos O assunto alinhamento dos acoplamentos ser novamente abordado no cap tulo Instala o 72 Bombas Voltando ao desafio O s ndico do condom nio Jardim das Rosas deseja substituir a bomba centr fu ga em uso Tamb m tem a curiosidade de saber se necess rio que a bomba centr fuga seja constantemente verificada e o seu leo lubrificante substitu do Pensa ainda que o gotejamento constante da bomba um desperd cio A melhor solu o que voc poder dar ao s ndico at este momento reco mendar que ele deve manter o n vel de leo nos mancais de rolamentos pois se o n vel ficar abaixo do normal isso resultar em lubrifica o inadequada e desgastes prematuros Com rela o substitui o do leo lubrificante infor me que segundo o manual do
99. conjunto motor e bomba deve se usar ma terial que possibilite uma base firme A maioria das instala es dos conjuntos de motor e bomba usa funda es de concreto em virtude de seu baixo custo alta resist ncia e rigidez Na constru o de uma base para fixa o do conjunto motor e bomba necess rio ler com aten o o manual t cnico do fabricante pois l est o as medidas da base de fixa o os pontos onde dever o ser fixados os chumbadores a dist ncia entre eles e outras informa es necess rias para uma correta fixa o do conjunto Observe na Figura 94 alguns exemplos de fixa o dos chumbadores Figura 94 Exemplo de fixa o de chumbadores 2D D m n T H Ss 15 D m n i 15 D m n gt 2D e 6D lt lt 164 Bombas O chassi da bomba dever ser fixado nos chumbadores com o aux lio de suas cunhas O ajuste do chassi da bomba dever ser feito com o aux lio de cal os que ser o fixados abaixo das cunhas conforme mostra a Figura 95 Figura 95 Uso de cal os e cunhas no ajuste do chassi da bomba Caber Cunha P a di AOE Cunha Aten o Os coxins servem para suavizar as vibra es exercidas pelo conjunto motor e bomba Alinhamento Depois de instalado e fixado o conjunto motor e bomba deve se proceder a uma verifica o do alinhamento da bomba O instrumento de medi o usado para verificar o alinhamento da bomba chamado de
100. cuidado para n o danificar o eixo ou luva protetora do eixo Cap tulo 9 Manuten o 203 Figura 128 Remo o da gaxeta Saca gaxeta e limpar a c mara da caixa de gaxetas e examinar o estado do eixo ou da luva protetora que dever ser substitu do caso apresente sulcos ou rugosidade Aten o A luva protetora do eixo poder ser reusinada at um di metro de 1mm em valores superiores a esse dever ser substitu da e escolher o tamanho certo da gaxeta determinando a se o transversal corre ta pela f rmula 2 Se o transversal Figura 129 Di metro interno da caixa de gaxeta OD e Di metro ex terno do eixo ID 4 ID A 204 Bombas Esta f rmula ajuda a determinar a medida exata da gaxeta para efetuar um me lhor controle do vazamento Exemplo Uma bomba centrifuga radial utilizada em uma rede hidr ulica de combate a inc ndio tem a c mara de veda o ou caixa de gaxeta com as seguintes di mens es e Di metro da c mara de veda o B 55mm e Di metro da luva protetora do eixo A 35mm Determinar o tamanho da se o transversal da gaxeta Solu o Pela equa o vista anteriormente determina se z B A 55mm 350 Se o transversal 10mm A se o transversal da gaxeta tem como se o transversal 10mm e Para determinar a quantidade correta de an is deve se medir a profundidade dividindo a pela se o transver
101. da de rendimento Conse quentemente isso acarreta baixa efici ncia energ tica devido ao aumento de consumo de energia Aten o A manuten o respons vel pelo perfeito funcionamento do equipamento de acordo com os crit rios nos quais a bomba foi escolhida para atuar em um determinado sistema hidr ulico A falta de procedimentos de manuten o preventiva tais como lubrifica o limpeza verifica o inspe o e medi o pode levar a bomba a operar abaixo da efici ncia que foi inicialmente proposta no projeto deste equipamento E equipamentos com baixa efici ncia al m de afetarem negativamente o processo produtivo em que a bomba est operando necessitam de um consumo maior de energia para seu funcionamento Voltando ao desafio O s ndico deve ser informado que a manuten o preventiva visa a garantir que a bomba tenha um perfeito funcionamento e uma vida til mais longa al m de evitar a substitui o de pe as danificadas por falta de inspe es peri dicas que podem com uma pequena interven o impedir que a bomba se quebre Ele deve saber tamb m que o pr prio manual t cnico da bomba recomenda que as manuten es preventivas sejam realizadas Algumas empresas inclusive n o cobrem a garantia da bomba se esta manuten o n o estiver sendo realizada O mais importante a ser dito que se a bomba n o funcionar perfeitamente por falta de manuten o acarretar um maior consumo de
102. de hidr ulica Tamb m verdadeira a afirma o sobre a rela o do di metro da tubula o com a vaz o de gua que fluir no interior do tubo pois isso est de acordo com a norma NBR 6401 Instala es centrais de ar condicionado para conforto par me tros b sicos de projetos procedimentos Resumindo A velocidade da gua dentro da tubula o de um determinado di metro sem pre ir gerar uma perda de carga AP A perda de carga uma perda de energia causada pelo atrito e turbul ncia do fluido se movimentando dentro da tubula o hidr ulica Para a bomba movimentar o fluido e elev lo at uma altura desejada H conhe cida como altura manom trica ela deve compensar a perda de energia com o aumento de sua pot ncia de funcionamento Para se obter economia com o consumo de energia em uma instala o hidr uli ca necess rio garantir uma pequena perda de carga e para isso a velocidade de deslocamento da gua tem que ser pequena Assim as tubula es devem ser dimensionadas com esse objetivo sempre dentro das recomenda es contidas na norma NBR 6401 Instala es centrais de ar condicionado para conforto par metros b sicos de projetos procedimentos A velocidade maior causa maior perda de carga Uma maior perda de carga sig nifica aumentar a pot ncia da bomba e isso representar um maior consumo de energia 96 Bombas Aprenda mais Nas refer ncias bibliogr ficas deste m
103. de l bulos nos sistemas de bombeamento de fluidos viscosos na ind stria aliment cia tais como iogurte requeij o gel ias e outros A Figura 11 ilustra uma bomba rotativa de l bulos sem sua tampa frontal e a Figura 12 mostra a mesma bomba em corte transversal Figura 11 Bomba rotativa de l bulo sem tampa frontal Figura 12 Bomba rotativa de l bulo em corte 28 Bombas Bomba rotativa de parafusos A bomba rotativa de parafuso composta por dois parafusos que t m seus mo vimentos sincronizados por interm dio de engrenagens Fique ligado O principal campo de aplica o da bomba rotativa de parafuso no bombeamento de produtos com vaz o de precis o entre outros cidos base alcalino A Figura 13 ilustra esquematicamente uma bomba rotativa de parafuso em um corte a 45 e a Figura 14 mostra a mesma bomba em corte transversal Figura 13 Bomba rotativa de parafuso TE Ji di oie Cap tulo 1 Defini o e classifica o de bombas 29 e Bomba rotativa de palhetas deslizantes A bomba rotativa de palhetas deslizantes tem entre seus componentes um rotor cil ndrico cujo eixo de rota o exc ntrico em rela o ao eixo da carca a o que provoca internamente uma varia o volum trica na bomba As palhetas deslizantes do rotor s o r gidas e fixadas internamente em ranhuras radiais do rotor Fique ligado As bombas rotativas de palhetas desl
104. des do sistema m trico a kgf cm quilograma for a por cent metro quadrado Neste material usamos uma unidade do sistema m trico cuja nota o mca metro de coluna de gua Podemos fazer a inter rela o entre as diversas unidades de press o Como exemplo apresentamos a press o atmosf rica ao n vel do mar 1 atm 101325 Pa 1 01325 bar 14 76 Ibf in psi 1 0336 kgf cm 10 336 mca Altura de descarga H A altura de descarga como j foi visto a altura geom trica de descarga somada com as perdas de carga que ocorrem na tubula o de descarga Para sistemas em que a velocidade do n vel do reservat rio de descarga varia de maneira desprez vel podemos classificar algumas condi es da altura de des carga da seguinte forma e Altura de descarga para sistemas fechados H e Altura de descarga para sistema ascendente H e Altura de descarga para sistema descendente H 112 Bombas Altura de descarga para sistemas fechados H Para descarga sistema fechado aquele em que o reservat rio de descarga uti lizado pressurizado ou seja tem press o interna Ppp maior que a press o at mosf rica do ambiente em que est instalada a bomba conforme representado na express o a seguir H H sce P AP Onde H a altura de descarga em metro m H eoa altura geom trica de descarga em metro m PR a press o interna no reservat rio de descarga em metro de coluna de
105. do provocando eros o no rotor Esse fen meno chamado cavita o que reduz a efici ncia da bomba causando ru do vibra es fratura do rotor e at da carca a Para evitar a cavita o as bombas necessitam de certa quantidade de energia no sistema de suc o conhecido como NPSH Net Positive Sucion Head O NPSH pode ser requerido NPSH ou dispon vel NPSH Esses s o os dois termos mais importantes na discuss o de cavita o em bombas centrifugas Fique ligado Bombas s podem bombear l quidos n o vapores Quando dentro de uma bomba existir vapor do fluido bombeado que causa a cavita o ou algum outro g s como o ar isso acarretar perda de ren dimento da bomba com aumento do consumo de energia A Figura 93 mostra como agem as bolhas de vapor sobre a superf cie do rotor 156 Bombas Figura 93 Superf cie do rotor da bomba sob a o de bolhas de vapor Balha de vapor se Cavidades cansadas por condentando junio aa eros o na superficie do rotor da bomb Aprenda mais Voc percebeu que o m nimo de descuido pode causar a cavita o e conse quentemente a perda do rotor ou da bomba Existem tabelas prontas para cada l quido espec fico inclusive a gua indicando a rela o para diversas temperaturas em fun o de diferentes press es Essas tabelas s o conhecidas como Tabelas Termodin micas de Satura o Caso voc queira aprofundar se mais sobre esse assunto consulte
106. do Novo Sd 40 Di metro Velocidade m dia m s D D mm 0 20 0 40 0 60 0 80 1 00 1 50 2 00 2 50 3 00 1 4 9 25 0 055 0 046 0 042 0 040 0 039 0 037 0 035 0 035 0 034 3 8 12 52 0 050 0 042 0 038 0 036 0 035 0 033 0 032 0 032 0 031 1 2 15 8 0 046 0 039 0 036 0 034 0 033 0 031 0 030 0 030 0 029 3 4 20 93 0 042 0 035 0 033 0 031 0 030 0 029 0 028 0 027 0 027 1 26 64 0 038 0 033 0 030 0 029 0 028 0 027 0 026 0 026 0 025 1 35 05 0 035 0 030 0 028 0 027 0 026 0 025 0 024 0 024 0 023 1 40 89 0 034 0 029 0 027 0 026 0 025 0 024 0 023 0 023 0 023 2 52 51 0 031 0 027 0 025 0 024 0 024 0 022 0 022 0 021 0 021 2 62 71 0 030 0 026 0 024 0 023 0 023 0 022 0 021 0 021 0 020 3 77 93 0 028 0 025 0 023 0 022 0 021 0 020 0 020 0 020 0 019 4 102 26 0 026 0 023 0 022 0 021 0 020 0 019 0 019 0 018 0 018 6 154 05 0 024 0 021 0 020 0 019 0 018 0 017 0 017 0 017 0 017 8 202 7 0 022 0 020 0 018 0 018 0 017 0 016 0 016 0 016 0 016 10 254 5 0 021 0 019 0 018 0 017 0 016 0 016 0 015 0 015 0 015 12 303 2 0 020 0 018 0 017 0 016 0 016 0 015 0 015 0 015 0 014 14 333 4 0 020 0 018 0 017 0 016 0 016 0 015 0 015 0 014 0 014 234 Bombas Tubos de A o Forjado Novo Sd 40
107. do do conte do deste cap tulo os objetivos s o e identificar as alturas geom tricas de descarga e suc o e calcular as alturas de descarga e suc o e calcular a altura total do sistema hidr ulico Um desafio para voc A fazenda Santo Antonio situada na cidade de Campos de Jord o SP tem um lago natural que armazena um grande volume de gua O propriet rio da fazenda quer usar a gua do lago para o sistema de irriga o das planta es e para isto contratou o servi o de um engenheiro para elaborar o projeto de retirar gua do lago e elev la at um reservat rio de onde ser utilizada na irriga o Para come ar elaborar o projeto o engenheiro precisa conhecer a altura total do futuro sistema hidr ulico de bombeamento de gua para irriga o da Fazenda Santo Antonio A fim de determinar a altura total do sistema o engenheiro mediu a altura geo m trica de suc o e de descarga calculou as perdas de cargas de suc o e des carga e encontrou os seguintes valores Cap tulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 101 Figura 61 Bombeamento de gua do lago at o reservat rio para irri ga o Genbo do lubn ce cesar i ee e a T ah Q 27m h AP 2 925 mca AP 1 032 mca th oe j a a Tiig ky ate ae nr alee e Altura geom trica de suc o H 1m geos e Perda de carga de suc o AP 1 032 mca e Altura geom trica de descarga H eog 45 M e Perda d
108. e Moreira Salgado SUM RIO Apresenta o Cap tulo 1 Defini o e classifica o de bombas 15 Bomba defini o 16 Classifica o das bombas 17 Turbo bomba ou bomba din mica centr fuga 18 Bomba centr fuga radial 18 Bomba centr fuga de fluxo misto ou helicocentrifuga 19 Bomba centr fuga de fluxo axial ou helicoaxial 20 Bombas volum tricas 21 Bomba alternativa 22 Bomba rotativa 25 Escolha da bomba 30 Cap tulo 2 Bombas centrifugas radiais 33 Bombas centr fugas 34 Bomba centr fuga radial 35 Classifica o das bombas centrifugas radiais 36 Cap tulo 3 Componentes da bomba centr fuga de simples est gio 53 Bomba centr fuga de simples est gio componentes 54 Rotor 55 Eixo 56 Sistemas de veda o 57 Veda o por gaxeta 57 Veda o por selo mec nico 60 Mancal 61 Mancal de rolamento 61 Mancal de deslizamento 62 Lubrifica o do mancal 63 Suporte do mancal 64 An is de desgaste 66 Acoplamentos 68 Cap tulo 4 Perda de carga 75 Perda de carga AP 77 Tubula o 78 Dimensionamento da tubula o 80 Vaz o e velocidade 80 C lculo da perda de carga AP 81 Fator de fric o f 82 Comprimento equivalente L 82 cou Capitulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 99 Altura do sistema 101 Elementos b sicos de um sistema hidr ulico 102 Altura geom trica de suc o Flings 103 Altura geom trica de descarga T 104 Altura geom trica do sistema H 104 Altura de suc o H 106 Altura
109. e as metas nesse setor e os consequentes benef cios para a sociedade brasileira e o seu meio ambiente 15 Cap tulo 1 DEFINI O E CLASSIFICA O DE BOMBAS Iniciando nossa conversa A capta o e distribui o de gua t m sido desde a Antig idade uma das preo cupa es da humanidade Para o abastecimento de gua dos n cleos populacionais que se estabeleceram em locais mais afastados dos rios foi necess ria a cria o de alternativas que permitissem captar a gua transport la e armazena la para ser utilizada quan do fosse o caso Paralelamente fez se necess rio encontrar recursos para levar a gua a locais onde pudesse atender s necessidades de consumo e irriga o de terras para fins agr colas Pode se afirmar que o progresso industrial e a melhoria das condi es de sa de e conforto est o intimamente ligados ao progresso da ci ncia e da tecnologia das m quinas destinadas ao deslocamento de l quidos por escoamento deno minadas de bombas O progresso na tecnologia das bombas permitiu a constru o de tipos pr prios para esgotos sanit rios dragagem bombeamento de argamassa min rio con creto polpa de papel fibras pl sticos l quidos extremamente viscosos e liqui dos muito vol teis entre outras aplica es Mas o que as bombas t m a ver com conserva o de energia o que ser abor dado neste e nos pr ximos cap tulos 16 Bombas Objetivos Com o estudo deste cap tulo
110. e carga de 2 15 metros Isso tem como consequ ncia a necessidade de um acr scimo de energia hidr ulica suficiente para vencer esta perda de carga mais a altura a que a gua dever ser elevada Assim h necessidade de uma maior po t ncia de bombeamento com consequente aumento de consumo de energia Fique ligado Uma instala o hidr ulica sempre que poss vel dever ser projetada com o menor n mero de singu laridades e com baixa velocidade do fluido no interior da tubula o segundo valores que constam na tabela Par metros m ximos para sele o da tubula o de gua Veja no cap tulo Anexo Tabelas Essas recomenda es s o necess rias para diminuir a perda de carga AP pois essa perda representa um aumento de energia a ser despendida pela bomba em sua pot ncia de bombeamento e portanto uma perda energ tica Cap tulo 4 Perda de carga 95 Voltando ao desafio O vendedor da loja de produtos hidr ulicos afirmou que al m da vaz o de gua suficiente para atender s necessidades do condom nio a bomba tamb m deve r ser capaz de ter uma press o de descarga para levar a gua at a altura da laje do quinto andar e que esse valor deve ser somado perda de carga AP causada pela tubula o e acess rios Depois de estudar este cap tulo pode se concluir que o vendedor da loja est correto pois a bomba de gua dever ter capacidade para compensar a perda de carga que aparece na re
111. e carga de descarga AP 2 925 mca Com esses valores qual ser a altura total do sistema H calculado pelo enge nheiro Continuando nossa conversa Altura do sistema Para que uma bomba apresente a maior efici ncia poss vel ao escolh la para um sistema hidr ulico n o se deve simplesmente verificar se ela ir manter a vaz o determinada e se vai elevar a gua at uma altura de bombeamento que se deseja atingir 102 Bombas Para definir corretamente as caracter sticas que a bomba deve ter para ser efi ciente com um desempenho eficaz e assim propiciar menor consumo de energia el trica necess rio calcular de forma precisa a altura total do sistema hidr ulico H para uma determinada vazao Q Para calcular a altura do sistema hidr ulico necess rio saber qual a vazao Q e qual a altura geom trica Heo de eleva o da gua a ser bombeada e sua rela o com o restante do sistema hidr ulico tubula es v lvulas registros entre outros Fique ligado poss vel especificar uma bomba eficiente para qualquer sistema hidr ulico e verificar se a bomba existente atende s necessidades do sistema atual Consultando e a curva caracter stica da bomba fornecida por seu fabricante e a vaz o de gua especificada no projeto do sistema hidr ulico a altura total calculada Elementos b sicos de um sistema hidr ulico O sistema de bombeamento composto por diversos elementos t
112. e nome em virtude da configura o e movimento do elemento obturador Seu princ pio de funciona mento constitui se a rota o de uma pe a circular ou disco em torno de um eixo perpendicular dire o de escoamento do fluido Quando aberta a v lvula borboleta oferece pequena perda de carga ao sistema Figura 115 V lvula borboleta V lvula de esfera uma v lvula de bloqueio caracterizada pela forma esf rica do elemento de ve da o de opera o r pida sendo necess rio unicamente um quarto de volta para abrir ou fechar totalmente Oferece tima estanqueidade mesmo em con di es de alta press o Quando totalmente aberta a v lvula de esfera causa uma perda m nima de carga Cap tulo 8 Instala o da bomba 179 Figura 116 V lvula esfera em corte V lvula gaveta Esse tipo de v lvula de bloqueio normalmente empregado em processos em que s o necess rias frequentes opera es de abertura e fechamento Seu manu seio mais lento se comparado com os de outros tipos de v lvulas N o deve ser utilizada como v lvula de regulagem ou estrangulamento pois sua sede pode sofrer desgastes por eros o em raz o do aumento na velocidade do fluido Isso tamb m pode causar o aparecimento de vibra es e ru dos inde sej veis Quando aberta plenamente a v lvula gaveta apresenta uma pequena perda de carga Figura 117 V lvula gaveta em corte 180 Bombas V lvula de p Essa v
113. e superf cie lisa executado com formas met licas 0 12 acabamento m dio com juntas bem cuidadas Tubo de superf cie interna bastante lisa executado com formas 0 06 met licas acabamento esmerado e junta cuidada Manilha cer mica nova 0 6 Manilha cer mica velha 3 0 Tubos de cimento amianto Cimento amianto 0 1 Tubos de ferro fundido novo Revestimento interno com argamassa de cimento e areia obtido por centrifuga o com ou sem prote o de tinta a base de 0 1 betume N o revestido 0 15 a 0 6 Leve enferrujamento 0 30 Tubo pl stico Pl stico 0 06 PVC 0 0021 Tubos usados A o Galvanizado 4 6 A o Forjado 2 4 A o Fundido 3 0 a 5 0 A o Rebitado 6 0 Anexos Tabelas 233 Material Rugosidade mm Com camada lodo inferior de 5mm 0 6 a 3 0 Com incrusta es de lodo ou de gorduras inferiores a 25mm 6 0 a 30 0 Com material s lido arenoso depositado de forma regular 60 0 a 300 0 Dutos Chapa galvanizada sem pintura 0 03 Chapa galvanizada emenda longitudinal 0 09 Chapa Galvanizada em duto espiralado 0 11 Alum nio 0 05 PVC 0 05 Vidro fibroso r gido 0 9 Duto Flex vel Met lico completamente estendido 2 0 Duto flex vel tipo arame completamente estendido 4 5 Fonte Termofluidomecanica IV 2 2007 Valter Rubens Gerner Tabela 11A Valores de coeficiente de atrito f para tubos conduzido gua Tubos de A o Forja
114. e uma tubula o maior tamb m ser a perda de carga desse fluido Dessa forma pode se concluir que para diminuir a perda de carga basta diminuir a velocidade do fluido Para obter uma velocidade menor no deslocamento do fluido deve se utilizar tubula es de maior di metro para manter a mesma vaz o volum trica Q Vaz o e velocidade A rela o entre a vaz o volum trica e a velocidade do fluido no interior da tubu la o pode ser escrita como Vaz o volum trica velocidade x rea interna da tubula o Isso representado pela igualdade Q T Cap tulo 4 Perda de carga 81 Nessa equa o Q a vaz o volum trica dada em metros c bicos por segundo m s V a velocidade do fluido dentro da tubula o dada em metros por segundo m s A a rea interna do tubo dada em metros quadrados m Fique ligado A norma NBR 6401 Instala es centrais de ar condicionado para conforto par metros b sicos de pro jetos procedimentos apresenta na Tabela 16 Par metros m ximos para sele o da tubula o de gua a rela o entre a vaz o volum trica velocidade de deslocamento da gua e o di metro interno da tubula o C lculo da perda de carga AP Existem diversas equa es que podem ser utilizadas para o c lculo da perda de carga no interior de uma tubula o Nesse cap tulo a perda de press o ou perda de carga AP provocada pelo atrito do
115. ecibo e na fatura do frete Esses documentos dever o ser imediata mente encaminhados para a empresa transportadora As bombas devem ser entregues com todas as flanges e partes de metal expos tas limpas de mat rias estranhas e tratadas com algum composto anticorrosivo como graxa vaselina ou leo pesado 162 Bombas Quando a bomba for utilizada dever ser desmontada e os materiais anticorro sivo utilizados na superf cie met lica da bomba precisam ser limpos Armazenagem Quando for necess rio armazenar a bomba por um espa o de tempo de no m ximo seis meses ela dever ficar em lugar seco Os elementos de prote o enviados pelo fabricante devem permanecer intactos at a sua montagem e ins tala o definitiva Quando o tempo em que a bomba ficar armazenada for superior a seis meses ela ter que ser objeto de cuidados especiais Ser preciso dar tratamento de conserva o aos mancais e s superf cies usinadas para evitar oxida o nas par tes internas al m de ser necess rio girar o eixo v rias vezes a cada tr s meses O fabricante do motor el trico e do dispositivo de acoplamento dever ser conta tado para saber como se deve proceder caso haja necessidade de armazenar o motor por um per odo longo Um cuidado maior a ser tomado durante os per odos de armazenamento mais longos da bomba uma pintura ou cobertura com um fluido protetor como leo leve ou querosene As partes remov veis como mancais
116. eg lo contra o desgaste provocado pelo atrito repetitivo da gaxeta A luva protetora que gira com o eixo fixada a ele de forma axial por meio de chavetas ou rosqueadas ao eixo Aten o N o s o todas as bombas que t m luva protetora em seu eixo Cap tulo 3 Componentes da bomba centr fuga de simples est gio 57 A Figura 42 mostra os dois tipos de fixa o de uma luva protetora do eixo Figura 42 Luvas protetoras do eixo Fic o por chaveta Sistemas de veda o O sistema de veda o da bomba centr fuga tem a finalidade de evitar que o fluido bombeado vaze pelo espa o existente entre o eixo e a carca a da bom ba Basicamente utilizamos dois tipos de sistemas de veda o e por gaxeta e por selo mec nico Veda o por gaxeta A gaxeta tem como principal fun o evitar a passagem da gua do interior da carca a onde se encontra o rotor para os pontos em que o eixo passa por den tro da caixa ou gaveta de gaxeta As gaxetas s o feitas de material facilmente mold vel e pl stico que possam ser convenientemente ajustados S o constru das de fios tran ados de fibras vegetais juta rami algod o fibras minerais amianto ou fibras sint ticas De vem resistir ao calor e ao atrito com o eixo ou com a luva protetora do eixo e s o especificadas pelo fabricante de acordo com o fluido a ser bombeado a temperatura a press o e o ataque qu mico 58 Bombas Sua fun o
117. egras de seguran a da empresa devem ser conhecidas e obedecidas ris ca e todas as precau es e advert ncias em destaque no manual de instru es da bomba devem ser rigorosamente seguidas Informa es da placa de identifica o da bomba Todas as bombas possuem duas placas de caracter sticas que fornecem informa es sobre a bomba As etiquetas est o localizadas na carca a e na estrutura do mancal Ao fazer o pedido de pe as sobressalentes necess rio identificar o modelo o tamanho o n mero de s rie e o n mero do item das pe as necess rias Esses s o dados obtidos no manual t cnico da bomba Observe a seguir um modelo de placa de identifica o de um fabricante de bomba onde s o especificados os detalhes das caracter sticas da bomba Cap tulo 9 Manuten o 197 Figura 124 Placa de identifica o de uma bomba Marca e Logotipo do Fabricante da Bomba e RAE A etiqueta da carca a da bomba al m de identificar o modelo da bomba e seu n mero de s rie fornece tamb m informa es sobre as caracter sticas hidr u licas da bomba como vaz o Q em m h metro c bico por hora altura mano m trica H em mca metros de coluna de gua entre outras informa es tais como e rota o em rpm rota o por minuto e di metro do rotor em mm mil metro e pot ncia em CV ou HP Outra placa de identifica o mostrada a seguir Ela a etiqueta da estrutura do
118. eixo e tipo de carca a Aprenda mais A familiariza o com os assuntos que voc estudou neste cap tulo e o aumento de seus conhecimentos depende somente de sua curiosidade Acostume se a folhear cat logos de bombas que voc pode solicitar s empresas fabricantes Leia os com aten o e obtenha informa es muito importantes quanto s suas caracter sticas construtivas e limites de funcionamento Os cat logos podem ser obtidos via Internet nos sites dos fabricantes 53 Cap tulo 3 COMPONENTES DA BOMBA CENTR FUGA DE SIMPLES EST GIO Iniciando nossa conversa No cap tulo anterior voc estudou as diversas maneiras como as bombas centri fugas podem ser classificadas Neste cap tulo voc vai estudar quais s o os principais componentes da maio ria das bombas centr fugas radiais puras de simples est gio Objetivo O objetivo de estudo deste capitulo identificar os principais componentes da bomba centr fugas simples que s o e rotor e eixo e sistemas de veda o e mancais e acoplamento Um desafio para voc O s ndico do condom nio Jardim das Rosas foi informado por uma empresa de manuten o condominial que a bomba deve ter sempre que necess rio o n vel de seu leo lubrificante completado e substitu do ap s algum tempo de funcio namento Essa empresa tamb m disse ao s ndico que a bomba deve apresentar quando em funcionamento um pequeno e constante gotejamento de gua na sua par
119. em and equipament Atlan ta 2000 cap 41 CREDER Helio Instala es hidr ulicas e sanit rias S o Paulo Livro T cnico e Cientifico Editora 1990 GERNER Valter Rubens M quinas t rmicas S o Paulo SENAI 1998 Termodin mica calor S o Paulo SENAI 1997 GILES Ranald V Mec nica dos flu dos e hidr ulica S o Paulo Editora McGraw Hill ltda 1996 HOHN C H Extension agricultural engineer New M xico State University College of Agriculture and Home Economics 1997 IDELCHIK E Handbook of Hidraulic Resistance New York Hemisphere Pu blishing Corporation 1986 IMBIL Treinamento sele o aplica o classifica o e manuten o de bom bas S o Paulo 200 KSB Manual de treinamento sele o e aplica o de bombas centr fugas S o Paulo 2001 LINSINGEN Irlan Von Fundamentos de sistemas hidr ulicos Santa Catarina Editora da UFSC 2001 224 Bombas MACINTYRE Archibald Joseph Bombas e instala es de bombeamento Rio de Janeiro Editora Guanabara 1987 MACINTYRE Archibald Joseph Instala es hidr ulicas Rio de Janeiro Guana bara 1988 MATTOS Edson Ezequiel FALCO Reinaldo Bombas industriais Rio de Janeiro Interci ncia 1998 MUNSON Bruce R YOUNG Donald F OKIISHI Theodore H Fundamentos de mec nica dos fluidos S o Paulo Edgard Blucher 1997 NETTO Azevedo ALVAREZ G A Manual de hidr ulica S o Paulo Edgard Blu cher 1991 NETTO
120. en es s o realizadas a intervalos regulares e conseguem detectar pequenos desvios no funcionamento da bomba que se corrigidos de imediato impedem que isso se transforme em grandes defeitos assim ser necess rio re alizar apenas a lubrifica o limpeza e testes que poder o indicar ou n o a neces sidade de troca de algum componente Cap tulo 9 Manuten o 195 Fique ligado Um programa de manuten o de rotina pode prolongar a vida til de qualquer bomba Um equipa mento bem mantido ir durar mais e requerer menos reparos Deve se manter tudo anotado nos registros de manuten o pois isso ajudar a localizar causas potenciais de problemas Registro da manuten o Cada equipamento deve possuir um registro de manuten o e isto inclui a bom ba com um hist rico de todos os servi os e opera es de manuten o que s o realizadas nela Nesse registro de manuten o devem estar anotadas todas as medi es reali zadas durante as inspe es tais como tens o e corrente el trica de funciona mento press o de suc o e descarga Devem constar tamb m todos os servi os realizados a descri o do aspecto externo de conserva o Isso feito para que se registre e programe a limpeza externa com a retirada de pontos de corros o e realiza o de uma nova pintura Al m disso esse registro deve conter as programa es e a realiza o da substi tui o de leo lubrificante gaxetas
121. ene de 3 0 mm a 5 0 mm a Gaxetas Gaxeta Luva Protetora Entrada de L quido Caixa de Gaxeta 208 Bombas e quando da coloca o do anel lanterna anel cadeado deve se verificar que estes grupos ocupem sua localiza o correta Se a bomba n o possuir anel lanterna deve ser substitu do por an is de gaxeta Geralmente entre os an is de gaxetas utilizado um anel cadeado ou anel lan terna Sua utiliza o se faz necess ria quando por exemplo o l quido bombe ado contiver s lidos em suspens o que poder o se acumular e impedir a livre passagem de l quido e impedir a lubrifica o da gaxeta Com isso ocorrer o desgaste excessivo no eixo e na gaxeta por esmerilhamento Esse sistema con siste na inje o de um l quido limpo na caixa de gaxetas sobre os furos do anel cadeado Esse l quido pode ser o pr prio fluido bombeado como ilustrado na figura a seguir Figura 136 Detalhe do orif cio para inje o de liquido sobre o anel ca deado Orificio de abertura para inje o Sa da de l quido bombeado sobre o anel cadeado Anel Cadeado Preme Gaxeta Luva Protetora do eixo O Caixa de Gaxeta ON O Gotejamento O O O anel cadeado pode tamb m ser utilizado quando a press o interna na caixa de gaxetas inferior atmosf rica caso de quando a bomba est instalada a um n vel superior ao do tanque de suc o impedindo assim a entrada de ar na bomba e A posi
122. entro de tubula o Par metros m ximos para sele o da tubula o de gua mre ao Sistema fechado Sistema aberto mm in Vaz o Velocidade Perda Vaz o Velocidade Perda m3 h m s m3 h m s 20 y 1 5 1 2 10 1 0 0 8 10 25 di 3 1 5 10 2 2 1 1 10 32 1 1 4 6 1 7 10 4 1 2 10 40 1 1 2 9 1 9 10 6 1 3 10 50 2 17 2 2 10 12 1 6 10 65 2 1 2 28 2 5 10 2 1 10 75 2 1 10 100 4 90 3 1 9 75 2 5 10 125 5 143 3 1 T 136 2 9 10 150 6 215 3 2 5 5 204 3 1 9 Para uma vaz o Q 30 m3 h necess rio um tubo de di metro nominal D 3 Aten o vaz o maior daquela estabelecida para ele na citada tabela Na tabela Par metros m ximos para circula o de gua voc pode constatar que a vaz o m xima para um tubo de 3 tr s polegadas de 36 m h Para que a velocidade no interior do tubo n o se torne muito elevada e como conseqii ncia ocorra uma maior perda de carga o tubo n o dever ter uma Cap tulo 4 Perda de carga 89 Passo 2 Determinar o cumprimento equivalente da Tubula o Lead Com o aux lio da tabela de singularidades para tubos de a o encontramos os seguintes valores para a instala o que utiliza tubo de D 3 Tabela de singularidades para tubo de a o 5 Bo Gog ace 5 of or E o o q oo os o el IT o o D vo oO o o o
123. er menor do que o di metro de suc o da bomba A tubula o de suc o deve ser uma ou duas vezes maior do que a suc o da entrada da bomba com um redutor exc ntrico no flange de suc o 170 Bombas e Ao instalar curvas na vertical em bombas afogadas trabalhando com l quidos t xicos ou inflam veis conv m dotar a tubula o de uma redu o exc ntrica com o lado reto voltado para baixo a fim de evitar ac mulo de l quido e Uma v lvula de p usada quando recomendada pelo fabricante ou se dese jar manter a linha de suc o cheia de l quido quando a bomba desativada Seu uso implica aumento da perda de carga na suc o e A rea de passagem do l quido para a v lvula de p deve ser uma e meia vezes maior que a rea da tubula o Caso haja v lvula de p deve existir um crivo cuja rea de passagem livre seja tr s a quatro vezes maior que rea da tubula o Figura 100 V lvula de p as Arca do Crivo deve ser deve ser 1 5 vezes de 3004 0 vezes maior que a rea da maior que a rea da tubarlin os tubula o e Quando necess rio as v lvulas de gaveta devem ser instaladas com a haste em posi o horizontal ou para baixo para dificultar a entrada de ar pelo en gaxetamento e Quando necess rio os acess rios v lvulas curvas crivo entre outros devem ser projetados e instalados para propiciar as menores perdas de carga e O uso de curvas pr ximas ao flange de suc o da
124. era o No caso das 2 000 horas n o se completarem o leo deve ser trocado a cada tr s meses 200 Bombas o leo dever ser trocado com maior frequ ncia se ficar contaminado com su jeira ou gua os mancais lubrificados a leo devem ser lubrificados no local de opera o A lubrifica o deve ser efetuada seguindo as orienta es constantes no ma nual da bomba o leo deve ser recolhido pela abertura do buj o na parte inferior da caixa do mancal da bomba Ap s o leo ter sido todo esgotado da caixa de mancal o buj o deve ser recolocado e vedado adequadamente para evitar vazamento O leo novo ser recolocado pelo buj o de enchimento na parte superior da bomba at que o n vel esteja no centro do visor Ap s a coloca o do leo o buj o de enchimento deve ser recolocado Veja Figura 126 Figura 126 Verifica o do n vel do leo durante a recoloca o Nivel cometo Mancais lubificades com leo Manuten o de mancais lubrificados com graxa Os mancais lubrificados com graxa s o pr lubrificados na f brica Em rela o a esse tipo de mancal preste aten o s orienta es a seguir Engraxar novamente os mancais a cada 2 000 horas de opera o ou a cada 3 meses ou conforme orienta o do manual t cnico do fabricante da bomba A especifica o da graxa apropriada estabelecida no manual do fabricante As graxas comuns utilizadas nessa fun o s o normalmente especificadas p
125. erior 78 Bombas Figura 56 L quido turbulento no interior da tubula o O fen meno da perda de carga faz com que a press o que existe no interior da tubula o v diminuindo gradativamente medida que o fluido vai se deslocan do Essa diminui o da press o conhecida como perda de carga representada pela nota o AP l se delta P Fique ligado A perda de carga corresponde a uma resist ncia passagem do fluxo do fluido dentro da tubula o Essa resist ncia diminui a altura em que o fluido bombeado pode ser elevado com consegiente au mento de pot ncia consumida j que a perda de carga provoca um aumento de consumo de energia el trica Tubula o O perfeito servi o de uma bomba depende das dimens es e da correta dispo si o da tubula o a ser utilizada por meio dela que circular o fluido que a bomba est ajudando a movimentar O trabalho da bomba seria f cil se todos os tubos fossem retos sem curvas subi das v lvulas ou registros A tubula o por m n o assim Ela sobe e desce tem curvas e acess rios de acordo com a necessidade do projeto hidr ulico Por isso al m do crit rio econ mico deve se considerar o tipo de fluido a ser transportado a dist ncia entre a bomba e o destino do fluido a altura das subi das a altura da suc o da bomba a vaz o do fluido e a quantidade de acess rios hidr ulicos utilizados Cap tulo 4 Perda de ca
126. es Este curso tem como objetivo capacitar agentes industriais tornando os capazes de identificar propor e implementar oportunidades de redu o de perdas nas ins tala es industriais de sistemas motrizes O curso faz parte do conjunto de a es que v m sendo desenvolvidas pelo Governo Federal para e fomentar a es de efici ncia energ tica em sistemas motrizes industriais e facilitar a capacita o dos agentes industriais de n vel m dio dos diversos subsetores da ind stria para desenvolverem atividades de efici ncia energ tica e apresentar as oportunidades de ganhos de efici ncia energ tica atrav s de economia de energia em sistemas motrizes industriais e facilitar a implanta o de tecnologias eficientes sob o ponto de vista energ tico al m da conscientiza o e da difus o de melhores h bitos para a conser va o de energia Como apoio pedag gico para este curso foram elaborados os seguintes guias t cnicos 1 Correias Transportadoras 2 Acoplamento Motor Carga 3 Metodologia de Realiza o de Diagn stico Energ tico 4 Compressores 5 Ventiladores e Exaustores 6 Motor El trico 7 Energia El trica Conceito Qualidade e Tarifa o 8 Acionamento Eletr nico 9 Bombas 10 An lise Econ mica de Investimento 11 Instrumenta o e Controle Este material did tico Bombas faz parte do conjunto de guias t cnicos do Cur so de Forma o de Agen
127. es de T mm solen ide vidro 12 21 7 3 1 4 1 0 0 5 2 0 15 22 7 6 1 7 1 2 0 7 2 5 19 23 7 6 2 0 1 4 0 9 3 0 22 24 8 5 2 4 1 6 1 1 3 7 28 27 8 8 0 8 0 6 0 8 2 4 35 31 10 1 1 0 0 7 0 8 3 0 42 35 10 4 1 2 0 8 0 9 3 7 54 43 11 9 1 6 1 0 1 2 4 9 67 48 13 4 2 0 1 3 1 4 6 1 79 56 16 2 2 4 1 6 1 6 7 3 92 66 20 1 3 0 1 9 2 0 9 1 105 76 23 1 3 7 2 2 2 2 10 7 130 89 29 3 4 3 2 7 2 4 12 8 156 105 36 3 5 2 3 0 2 8 15 2 Fonte Manual de Ar Condicionado Trane Tabela 7 Coeficiente em perda de carga em singularidade k ou c Singularidade k Singularidade k Amplia o gradual 0 30 Jun o 0 40 Bocais 2 75 Medidor Venturi 2 50 Comporta aberta 2 50 Redu o gradual 0 15 Controlador de vaz o 2 50 Registro de ngulo aberto 5 00 Cotovelo de 90 0 90 Registro de gaveta aberto 0 20 Cotovelo de 45 0 75 Registro de globo aberto 10 0 Crivo 0 40 Sa da de canaliza o 1 00 Curva de 90 0 40 T passagem direta 0 60 Curva de 45 0 20 T sa da de lado 1 30 Curva de 22 5 0 10 T sa da bilateral 1 80 Entrada normal em canaliza o 0 50 V lvula de p 1 75 Entrada de borda 1 00 V lvula de reten o 2 50 Pequena deriva o 0 03 Velocidade 1 00 Fonte Termofluidomec nica IV 2 2007 Valter Rubens Gerner Anexos Tabelas 229 AP k V 2 g AP k V Y 2 AP Perda de Carga m AP Perda
128. es de bombas centr fugas Po r m desses quatro tipos de bombas centr fugas a bomba centr fuga radial pura a que ser objeto deste estudo porque como j foi dito a mais utilizada na maioria das opera es de instala es de bombeamento Objetivo O objetivo do estudo deste cap tulo classificar as bombas centr fugas radiais de acordo com e a quantidade de rotores e o n mero de entradas para aspira o e otipo de rotor e a posi o do eixo e tipo de carca a 34 Bombas Um desafio para voc No cap tulo anterior voc conheceu o s ndico do condom nio Jardim das Rosas que precisa substituir a bomba centr fuga que leva gua da caixa inferior at a caixa superior As informa es sobre os diversos tipos de bombas disposi o para a movimen ta o dos mais variados tipos de l quidos indicaram que a bomba alternativa de mbolo que o s ndico ganhara de presente n o serve para esse tipo de trabalho Isso porque a bomba alternativa fornece pequenas vaz es e n o atende s ne cessidades do pr dio pois n o poderia fornecer gua a uma velocidade compa t vel com o n vel de consumo dos usu rios Uma vez estabelecido que o melhor tipo de bomba para a substitui o seria uma bomba centr fuga restou a pergunta que tipo de bomba centr fuga deveria ser usada Leia este cap tulo e tente responder Continuando nossa conversa Bombas centrifugas Conforme voc estudou no cap tulo an
129. esenho esquem tico que representa a altura geom trica de suc o de uma bomba Figura 63 Representa o da altura geom trica de suc o 104 Bombas Altura geom trica de descarga H Altura geom trica de descarga a diferen a entre a altura a partir do centro do rotor da bomba a altura que a gua deve ser elevada As pr ximas figuras mostram um desenho esquem tico representando numa a altura geom trica de descarga quando a sa da do tubo de descarga est acima do n vel do reservat rio e na outra a altura geom trica de descarga quando a sa da do tubo de descarga est abaixo do n vel do reservat rio Figura 64 Altura geom trica Figura 65 Altura geom trica de de descarga com o tubo de descarga com o tubo de descarga descarga acima do reservat rio abaixo do reservat rio i i Hgeod H geod 7 T Em ambas as situa es a altura geom trica de descarga obtida por interm dio de medi o das dist ncias efetuadas com uma trena Altura geom trica do sistema Heo A altura geom trica do sistema a diferen a de altura entre o n vel do reservat rio de suc o e o reservat rio de descarga As pr ximas figuras mostram um desenho esquem tico representando numa a altura geom trica de descarga quando a sa da do tubo de descarga est abaixo do n vel do reservat rio e na outra a altura geom trica de descarga quando a sa da do tubo de descarga est acima do n vel do reservat
130. etas e realizar escorva 194 Bombas Um desafio para voc O s ndico do Condom nio Jardim das Rosas providenciou a compra e a instala o de uma bomba centr fuga radial segundo as recomenda es do manual do fabricante A bomba foi colocada em opera o de acordo com as indica es para a partida que constam no manual t cnico da bomba com os ajustes necess rios para o seu funcionamento correto A bomba est funcionando perfeitamente tanto no que se refere sua parte mec nica quanto parte hidr ulica e o seu motor el trico est trabalhando den tro das recomenda es de tens o e corrente A empresa que instalou a bomba informou ao s ndico que ser necess rio fazer inspe es de manuten o peri dicas de rotina a fim de garantir que a bomba funcione ininterruptamente com menos problemas de quebra e tamb m com menos consumo de energia Para isso apresentou um or amento para realizar esses servi os Apesar de o or amento apresentado pela empresa n o ser elevado e de o con dom nio ter condi es de pagar o s ndico est em d vida quanto a aceitar essa proposta ou n o Ap s estudar este cap tulo o que voc recomendaria ao s ndico Continuando nossa conversa Manuten o preventiva Manuten es preventivas s o bem realizadas quando seguem planos e per odos recomendados para a realiza o de opera es de lubrifica o limpeza verifica o inspe o e medi o Essas interv
131. fabricante o leo lubrificante deve ser trocado ap s um determinado tempo de uso O desgaste do mancal al m de levar sua quebra exigir maiores pot ncias para manter a bomba em funcionamento e uma maior pot ncia necessita de um maior consumo de energia O gotejamento na parte traseira da bomba junto ao eixo refere se caixa de gaxetas Estas devem permitir que haja um vazamento m nimo da ordem 30 a 60 gotas por minuto para possibilitar a lubrifica o do eixo com a gua e au xiliar a manter as gaxetas com a temperatura adequada Portanto mostre ao s ndico que estes procedimentos n o s o desperd cios Resumindo Os componentes de bombas tratados nesse cap tulo foram rotor e eixo siste mas de veda o mancal e acoplamentos Nesse cap tulo voc estudou ainda as caracter sticas e o emprego de cada um desses componentes Aprenda mais Como j foi dito nos cap tulos anteriores consultar cat logos de fabricantes de bombas um bom meio para obter mais informa es sobre as partes consti tuintes de uma bomba Veja nas refer ncias bibliogr ficas v rias indica es de livros e endere os de sites na internet que voc poder consultar 75 Cap tulo 4 PERDA DE CARGA Iniciando nossa conversa Em uma rede hidr ulica o perfeito dimensionamento e a correta instala o das tubula es acess rios e bombas resultar o em um sistema com menores custos de manuten o e com um consumo de energi
132. funciona seu pist o dentro do cilindro que o faz em movimento alternativo ou de vai e vem A vaz o do l quido consequ ncia da rela o existente entre o volume de l quido movimentado pelo pist o no cilindro e o n mero de golpes do pist o por unidade do tempo As bombas alternativas podem ser classificadas como e de pist o e de mbolo e e de diafragma O que as diferencia a forma construtiva do dispositivo mec nico de impuls o e Bomba alternativa de pist o Nesse tipo de bomba o dispositivo que produz o movimento do l quido um pist o que se desloca com movimentos alternativos dentro do cilindro Veja na Figura 6 um desenho esquem tico do funcionamento de uma bomba alternativa de pist o Figura 6 Bomba alternativa de pist o PIST O TAMP O Cap tulo 1 Defini o e classifica o de bombas 23 e Bomba alternativa de mbolo Esse tipo de bomba tem o funcionamento id ntico ao da bomba alternativa de pist o O que as diferencia o aspecto geom trico do pist o As bombas alternativas de mbolo apresentam as seguintes caracter sticas e baixa vaz o e alta press o e vaz o por impulso e vaz o m dia independente das caracter sticas do sistema e rota o vari vel em fun o da viscosidade e necessidade de v lvula de al vio na linha de descarga que deve estar junto bomba e antes de qualquer outra v lvula Observe na Figura 7 de forma esquem tica uma bomb
133. ga AP pois serve para relacionar a viscosidade e a velocidade do fluido no interior da tubula o do di metro e tipo de material de constru o do tubo Valores de coeficiente de atrito f para tubos conduzindo gua a 25 C Tubos de a o galvanizado Sd 40 Di metro Velocidade m ida m s D mm 0 20 0 40 0 60 0 80 1 00 1 50 62 71 2 00 2 50 3 00 0 027 0 026 0 025 0 025 0 025 4 102 26 0 029 0 026 0 025 0 025 0 024 0 024 0 024 0 023 0 023 3 Como V 1 73 m s n o encontrado na tabela por arredondamento utilizare mos V 2 0 m s Fator de Fric o f 0 025 f Passo 5 Calcular a perda de carga AP Utilizando se a express o da equa o universal de perda de carga ou de Darcy Weissbach temos 94 Bombas Nesta equa o L Comprimento equivalente da tubula o 43 9 m D Di metro interno da tubula o 0 07793 m V Velocidade m dia da gua 1 73 m s g Acelera o da gravidade 9 8 m s f Fator de fric o 0 025 A equa o fica assim AP 0 025x 43 9 x LIZ 007793 205 8 Dica Voc pode resolver esta equa o da seguinte maneira AP 0 025 x 43 9 0 07793 x 1 73 2x 9 8 AP 2 15m Conclus o A bomba al m da vaz o necess ria de Q 30m h e elevar a gua uma altura H 5 5 metros dever tamb m necessitar de um acr scimo de energia para vencer a perda d
134. genheiro nas condi es de vaz o 27m h determinada pelo fazen deiro e altura manom trica necess ria de 50m a melhor escolha no que se re fere efici ncia de bombeamento e efic cia no consumo de energia pois essa configura o apresenta o rendimento de 60 o melhor segundo o fabricante para essa classe de bomba Resumindo Neste cap tulo voc viu que as curvas caracter sticas das bombas s o e curva da vaz o Q em rela o a altura manom trica H e curva de pot ncia consumida pela bomba P e curva de NPSH e curva de rendimento n Voc viu tamb m como essas curvas s o tra adas e a partir da an lise delas como concluir qual bomba apresenta melhor rendimento Tomou conhecimento de que as curvas caracter sticas das bombas s o dadas pelo fabricante e inclusive a raz o pela qual essas curvas s o tra adas num mes mo gr fico Voc ficou sabendo que as modifica es feitas em uma bomba podem alterar seus fatores de funcionamento e consequentemente alterar as curvas caracte r sticas da bomba Aprenda mais Solicite a um fabricante de bombas que lhe envie um cat logo pelo correio e mail ou ainda o disponibilize via Internet De posse do cat logo abra nas p ginas das curvas caracter sticas da bomba que voc escolheu encontre a curva que representa o modelo da bomba e estude a com aten o 139 Cap tulo 7 CAVITA O E NPSH Iniciando nossa conversa s vezes
135. hecida como comprimento equivalente Assim como o fator de fric o esse tamb m um dado de tabela que pode ser obtido nas tabelas Comprimento equivalente de v lvulas e conex es para tubo de a o e Comprimento equivalente de v lvulas e conex es para tubo de cobre Veja no cap tulo de Anexos Tabelas deste material did tico Comprimento equivalente L de tubula o de cobre EQU Muitas instala es hidr ulicas sobretudo aquelas que ser o empregadas para transportar gua quente s o feitas com tubos de cobre A tabela a seguir um exemplo para esse caso Nela est o relacionadas apenas curvas com o di metro do tubo e o comprimento equivalente da curva Al m disso s o indicados dois tipos de curva uma curva de raio pequeno e uma curva de raio grande 84 Bombas Di metro Comprimento Equivalente m Pol mm Curva de raio pequeno Curva de raio grande 3 8 10 1 2 0 9 Yo 12 1 4 1 0 5 8 15 1 7 1 2 3 4 19 2 0 1 4 7 8 22 2 4 1 6 11 8 28 0 8 0 6 13 8 35 1 0 0 7 1 5 8 42 1 2 0 8 24 54 1 6 1 0 2 5 8 67 2 0 1 3 3 1 8 79 2 4 1 6 3 5 8 92 3 0 1 9 4 1 8 105 3 7 2 2 5 1 8 130 4 3 2 7 6 1 8 156 5 2 3 0 Adaptada de Air conditioning and Refrigeration Institute E facil perceber de maneira at intuitiva que uma curva de raio pequeno causara uma perda de carga maior que uma curva de raio grande ou seja na curva de raio pequeno existe uma dif
136. iculdade maior para a agua fluir provocando uma perda de carga maior do que na curva grande E assim o valor da perda de carga quando comparada a um tubo reto representara um comprimento equivalente maior Na tabela de comprimento equivalente pode se verificar que uma curva de raio pequeno com di metro de 3 4 de polegada apresenta uma perda de carga seme lhante quando o fluido escoa no interior de um tubo reto do mesmo di metro com 2 0 metros de comprimento Para melhor entender o que comprimento equivalente em uma determinada instala o hidr ulica veja o exemplo a seguir Cap tulo 4 Perda de carga 85 Exemplo 1 Observe na Figura 58 a representa o de um trecho de tubula o contendo uma curva de raio pequeno Figura 58 Tubula o com uma curva de raio pequeno am Curva da Faig Poqueno ubo de Cobre Di metro 4 _e_ im Repare que o trecho apresenta um tubo de cobre de di metro de 12 polegada com trechos retos de 5 metros e 2 metros interligados por uma curva de raio pequeno Para saber qual o comprimento equivalente desta instala o basta saber quantos metros a curva de raio pequeno representa Na tabela de comprimento equivalente mostrada anteriormente para um tubo de polegada de raio pequeno o comprimento equivalente de 1 4 metros Isso significa que essa curva gerar uma perda de carga como se ela fosse um tubo reto de 1 4 metros Assim o comprimento equivalente de
137. ins de apoio para aliviar a vibra o e alinhamento Resumindo Todos os itens expostos neste cap tulo podem ser resumidos da seguinte forma quanto aos detalhes da instala o hidr ulica e instalar a bomba o mais pr ximo poss vel da fonte de gua que deve estar isenta de s lidos em suspens o como areia galhos folhas etc e n o expor a bomba a o do tempo e ela deve ser protegida das intemp ries sol chuva poeira e manter um espa o suficiente para ventila o e f cil acesso para manuten o e nunca reduzir a bitola de suc o da bomba Utilizar sempre canaliza o com bitola igual ou maior indicada no cat logo Os di metros das tubula es devem ser compat veis com a vaz o desejada e utilizar o m nimo poss vel de conex es na instala o Preferir curvas em lugar de joelhos e recomenda se o uso de uni es na canaliza o de suc o e recalque Elas de vem ser instaladas pr ximas bomba para facilitar a montagem e desmonta gem e vedar bem todas as conex es com vedante apropriado e instalar a canaliza o de suc o com um pequeno declive no sentido da bomba para o local de capta o e usar sempre v lvula de p fundo de po o com bitola maior que a da cana liza o de suc o da bomba Instalar a v lvula no m nimo a 30 cm acima do fundo do local da capta o e nunca deixar que a bomba suporte sozinha o peso da canaliza o Fazer um suporte de madeira tijo
138. io Be Tubo de suc o i Nivel minimo inferior Redu o Firo gt O ejetor deve ser instalado no ponto mais alto do corpo da bomba onde existe uma abertura rosqueada para tal fim Esse ejetor desloca todo o ar contido no interior da bomba e da tubula o de suc o permitindo que a gua suba at o topo do corpo da bomba Para escorvar a bomba com ar ou vapor fecha se a v lvula de gaveta na tubula o de descarga pr ximo da bomba Se a tubula o de descarga contiver l qui do n o ser necess rio fechar a v lvula porque a v lvula de reten o se manter fechada Logo que o tubo de descarga do ejetor principiar a descarregar o l qui do a bomba poder entrar em funcionamento Quando a bomba entrar em funcionamento um jato de l quido que indica que ela est completamente escorvada ser liberado Se esse jato n o for obtido a bomba n o estar escorvada devendo se par la e repetir o mesmo processo Cap tulo 9 Manuten o 213 Existem ejetores autom ticos conforme foi descrito no capitulo sobre instala o de bombas Escorva com bomba de v cuo Quando a bomba funciona com altura de suc o pode ser escorvada por meio de uma bomba de v cuo que desloque o ar contido no corpo da bomba e na canaliza o de suc o conforme a Figura 141 Figura 141 Escorva com bomba de v cuo Tubo de descarga L V lvula de gaveta _ Interruptor da L A V lvula de bomba de v cuo TH
139. izantes s o muito utilizadas em bombeamento de leo lubrifi cante em sistemas hidr ulicos de pequena ou m dia press o A Figura 15 representa esquematicamente em corte transversal uma bomba ro tativa de palhetas deslizantes Figura 15 Bomba rotativa de palhetas deslizantes Eb Rotor N nd SA EKD Entrada EPT o NAL ALA nir a a POC saida e b 1 a A pi a b 4 oe Caixa da bomda Ranchura amp Palheta 30 Bombas Aten o Essa bomba apresenta um grande desgaste das palhetas deslizantes em virtude do atrito delas com a superf cie da c mara interna da bomba Por causa disso n o recomend vel sua utiliza o para a movimenta o de fluidos que n o sejam lubrificantes Escolha da bomba As informa es apresentadas at o momento ajudam a perceber que para cada situa o dependendo do fluido a ser bombeado da vaz o de l quido necess ria e tamb m da press o de sa da exigida um tipo espec fico de bomba dever ser empregado Aten o A utiliza o de uma bomba n o recomendada para uma determinada aplica o pode ter v rias conse qii ncias desde a impossibilidade de bombear o fluido de acordo com as necessidades do sistema at uma situa o bem pior ou seja gerar um sistema de bombeamento de baixa efici ncia que provocar um consumo desnecess rio de energia el trica e conseqiiente perda energ tica Voltando ao desafio Lembra se do s
140. lo ou ferro 190 Bombas e instalar v lvulas de reten o na tubula o de descarga quando a altura for igual ou maior que 20 metros ou em caso de recalques na horizontal quando as perdas de carga excederem a 20mca Aprenda mais Um dos melhores amigos do profissional o cat logo do fabricante Desenvolva o h bito de colecion los Para isso procure entrar em contato com os fabricantes Voc pode faz lo de duas formas e visitando feiras e exposi es t cnicas e aproveitando a oportunidade para re colher a maior quantidade poss vel de material t cnico e pesquisando na internet com o aux lio de ferramentas de busca Digite bom bas hidr ulicas na pesquisa e veja o que acontece No caso das bombas lembre se de que elas necessitam que todo o sistema hi dr ulico esteja perfeito para trabalharem eficientemente Os manuais t cnicos s o uma fonte de conhecimentos diversos no que se refere bomba e tamb m aos sistemas que est o ligados a ela como motor el trico conex o das tubula es de suc o e descarga base de instala o transporte e movimenta o da bomba entre outros Se voc for um profissional ligado rea da mec nica procure inteirar se de de talhes da instala o el trica da bomba os comandos el tricos os esquemas de partida el trica entre outros Caso voc seja profissional da rea de eletricidade procure inteirar se de deta lhes mec nicos tais como fixa o de
141. lvula de bloqueio aplicada para impedir que o l quido que est na tubu la o de suc o retorne para o tanque esvaziando a linha de suc o quando a bomba desligada Figura 118 V lvula de p V lvulas de reten o A v lvula de reten o utilizada para impedir o retorno do fluido invers o do sen tido de escoamento caso em que ocorre automaticamente o seu fechamento Essa v lvula pode ser classificada em v lvula de reten o horizontal v lvula de reten o vertical v lvula de portinhola v lvula de esfera v lvula de reten o tipo diafragma v lvula de reten o de linha Figura 119 V lvula de reten o de portinhola em corte Cap tulo 8 Instala o da bomba 181 V lvulas de controle Essas v lvulas podem ser operadas manualmente ou por dispositivos mec ni cos el tricos hidr ulicos pneum ticos ou combinados S o v lvulas que apresentam a capacidade de controle das caracter sticas do fluxo como vaz o press o temperatura distribui o ou mistura de fluxo de fluidos V lvula globo uma v lvula de controle normalmente empregada quando s o necess rias opera es frequentes de abertura e fechamento da bomba como tamb m con troles de vaz o em qualquer propor o desejada Essas v lvulas caracterizam se pela forma globular do seu corpo Permitem uma regulagem eficiente do fluido com desgastes m nimos por eros o tanto na sede como no obturado
142. m 16 3 8 13 16 1 5 132 73 20 ve 17 20 1 5 226 98 25 Ya 21 6 25 Le 366 44 32 27 8 32 2 1 606 99 40 1 35 2 40 2 4 973 14 50 1 44 50 3 0 1520 53 60 53 4 60 3 3 2239 61 75 212 66 6 75 4 2 3483 68 85 75 6 85 4 7 4488 84 110 3 8 97 8 110 6 1 7512 21 Fonte Instala o hidr ulica Archibald J Mancityre Tabela 4 Tubos de PVC r gidos para rosca Anexos Tabelas 227 Di metro nominal D D Espessura rea interna in mm mm mm mm mm 3 8 16 12 7 16 7 2 126 68 Ve 20 16 2 21 2 2 5 206 12 A 25 21 2 26 4 2 6 352 99 1 32 26 8 33 2 3 2 564 10 1 40 35 42 2 3 6 962 11 1 50 39 8 47 8 4 0 1244 1 2 60 50 4 59 6 4 6 1995 04 2 75 64 1 75 1 5 5 3227 05 3 85 75 5 87 9 6 2 4476 97 4 110 98 3 113 5 7 6 7589 22 Fonte Instala o hidr ulica Archibald J Mancityre Tabela 5 Comprimento equivalente de v lvulas e conex es tubo de a o m So 5 do Rl ajlo e E o 8 seg 2 5 Diametro 28 s 25 S S an q 2 2 eg e8e EFEFEF nominal se 32 Belg Sa cS Z 3 E o oe ag aS SS o So E SE Se 8 8 9020 9 5 es ELSEPjo FF a i a q mm pol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15 Va 0 3 0 4 0 5 102 02 0 3 0 2 0 2 0 4 0 1 4 9 2 5 0 3 1 0 1 0 20 A 0 4 0 6 0 7 0 3 0 3 0 4 0 2 0 2 0 5 0 1 6 7 3 6 0 4 1 4 1 4 25 1 0 5 0 7 0 8 0 4 0 3 0 5 0 2 0 3 0 7 02 82 4 6 0 5
143. mente J na bomba centr fuga a energia fornecida ao l quido na forma de velocidade em seu deslocamento posteriormente ela convertida em energia de press o que eleva a gua altura desejada A vaz o a ser bombeada depende das carac ter sticas de projeto da bomba Aprenda mais Depende somente de sua curiosidade familiarizar se com o que foi apresentado neste cap tulo e aumentar seus conhecimentos Ler revistas t cnicas e acostu mar se a folhear cat logos um bom come o Outra coisa muito interessante de se fazer organizar sua pr pria catalogoteca Para isso basta entrar em contato com as empresas fabricantes por carta ou via Internet e pedir os cat logos que a empresa tem dispon veis para oferecer A internet tamb m uma boa fonte de informa es Basta utilizar ferramentas de busca digitar bombas hidr ulicas e ver o que aparece 33 Cap tulo 2 BOMBAS CENTR FUGAS RADIAIS Iniciando nossa conversa No cap tulo anterior voc conheceu os diversos tipos de bombas que podem ser utilizadas nas instala es hidr ulicas para movimentar os diversos tipos de l quidos Contudo a maioria das bombas utilizadas do tipo centrifuga que pela sua sim plicidade fabricada em s rie apresenta baixo custo de produ o e manuten o e usada na maioria das instala es de gua limpa para pequenas m dias e grandes alturas de eleva o Lembre se de que existem quatro tipos diferent
144. mento da vaz o da bomba proporcionar uma maior velocidade da gua no interior da tubula o de suc o e uma maior velocidade far aumentar a perda de carga AP na tubula o Altura geom trica de suc o eos mento do n vel de gua do reservat rio de suc o O aumento da altura geom trica de suc o H pode ocorrer com o abaixa Temperatura da gua O aumento da temperatura da gua far com que se tenha um valor maior da press o de vapor da gua H Ocorrendo uma ou mais dessas tr s condi es o NPSH poder igualar se ou ficar menor do que o NPSH causando a cavita o 154 Bombas Solu es para evitar a cavita o Para evitar a cavita o de uma bomba deve se adotar uma ou todas das se guintes provid ncias conforme a situa o e reduzir a altura de suc o Heos e o comprimento da tubula o aproximando o m ximo poss vel a bomba da capta o e reduzir as perdas de carga na suc o AP com o aumento do di metro dos tubos e conex es Fique ligado Deve se evitar que a cavita o ocorra na bomba pois al m de perder o rotor ou ainda pior a bomba inteira o seu consumo de energia el trica aumentar A cavita o diminui o rendimento da bomba devido ao aumento da pot ncia energ tica requerida para o seu funcionamento causando perda de efici ncia energ tica Voltando ao desafio O mec nico encanador contratado para fazer o servi o
145. mento equivalente da tubula o L incluindo as v lvulas registros e conex es que comp em uma instala o hidr ulica e determinar a velocidade da gua no interior da tubula o e calcular a perda de carga AP da instala o hidr ulica Um desafio para voc O s ndico do Condom nio Jardim das Rosas ainda n o substituiu a bomba centri fuga que leva gua da caixa inferior at a caixa superior O vendedor de uma loja de materiais hidr ulicos informou ao s ndico que ele deveria verificar a vaz o de gua proporcionada pela bomba pois para que a bomba apresente o melhor desempenho poss vel preciso ter em mente que para cada di metro de tubo deve passar uma vaz o de gua m xima pr deter minada O vendedor informou ainda que al m da vaz o de gua necess ria para encher a caixa de gua superior a bomba tamb m dever ser capaz de ter uma pres s o manom trica suficiente para levar a gua at a altura da laje do quinto an dar Para isso necess rio considerar tamb m as perdas de carga causadas pelo comprimento da tubula o e pelos acess rios O vendedor da loja est correto ou ao somar a perda de carga com a altura de eleva o da coluna de gua est equivocado no dimensionamento de uma bomba de gua de maior capacidade Voc vai descobrir a resposta correta estudando este cap tulo Cap tulo 4 Perda de carga 77 Continuando nossa conversa Perda de carga AP Voc s
146. mponentes da bomba centr fuga de simples est gio 65 Figura 47 Suporte de mancal de bomba i ri SARN Neg roe a Sc Suporte de Mancal Mancais de rolo tome Hay 66 Bombas An is de desgaste Na maioria das bombas os an is de desgaste s o pe as montadas apenas na carca a Em alguns casos ele fixado apenas no rotor girante e em outros tanto na carca a quanto no rotor Mediante pequena folga operacional os an is fazem a separa o entre regi es onde imperam as press es de descarga e suc o impedindo assim um retor no exagerado de l quido da descarga para a suc o Os an is s o pe as de pequeno custo e que evitam o desgaste e a necessidade de substitui o de pe as mais caras como por exemplo o rotor e a carca a Bombas comuns para servi os leves produzidas em s rie n o possuem an is de desgaste A pr pria carca a e o rotor possuem superf cies ajustadas de tal forma que a folga entre essas pe as pequena Quando a folga aumenta pode se reusinar o rotor ou a carca a e colocar an is refazendo assim as folgas originais Em bombas de maior porte tanto a carca a como o rotor e em alguns casos em ambos podem ser fornecidos com an is de desgaste Os an is s o substi tu dos quando a folga diametral excede os limites definidos nos manuais de servi o do fabricante A Figura 49 mostra a foto de um anel de desgaste Figura 49 Anel de desgaste O tipo d
147. n di es de trabalho ou seja 4 2mca C lculo do NPSH Vamos calcular o NPSH para quando o reservat rio de suc o estiver abaixo da bomba conforme equa o H AP geos E v s NPSH H H Lembrando que e a altura do local acima do n vel do mar de 600 metros e atemperatura m dia da gua de 30 C H 9 59mca tabela 13 H 0 44mca tabela 14 2 5 metros altura suc o geos APs 60 metros perda calculada para o atrito na suc o Tabela 13 Press o atmos f rica H em fun o da Altura em m Tabela 14 de Vapor da gua Hy em fun o da Temperatura em m Tabela 13 Tabela 14 Altitude Press o atmosf rica Temperatura Peso Press o de m mca espec fico vapor 0 10 33 C kN m mca 300 9 96 15 9 789 0 17 20 9 789 0 25 900 9 22 9 777 0 33 1200 8 88 C30 9 764 0 44 1500 8 54 40 9 730 0 76 Cap tulo 7 Cavita o e NPSH 153 Ent o NPSH Hon Hoes H APS NPSH 9 59 2 5 0 44 1 60 NPSH 4 96mca Portanto relacionando os NPSH com o NPSH concluimos que 4 96 gt 4 2 portanto NPSH gt NPSH Conclus o do exemplo A bomba nessas condi es funcionar normalmente sem cavitar pois NPSH gt NPSH Para n o alterar a rela o de NPSH gt NPSH deve se evitar que uma ou mais das condi es apresentadas a seguir venha a ocorrer e Vaz o da bomba O au
148. n is de engaxetamento que devem ser coloca dos depois que a bomba estiver instalada No caso de bombas que bombeiam gua para evitar danificar as gaxetas n o recomendado que a bomba funcione sem gua pois a lubrifica o e o esfria mento das gaxetas s o feitos pela pr pria gua O fabricante recomenda em seu manual t cnico um gotejamento que deve ser mantido constante para a lubrifica o e esfriamento das gaxetas Para evitar des perd cio de gua e energia o gotejamento n o deve ser maior que o recomen dado As gaxetas devem permitir que haja um vazamento m nimo da ordem 30 a 60 gotas por minuto para possibilitar a lubrifica o e auxiliar a manter as gaxetas com a temperatura adequada Processos de escorvamento de bombas No cap tulo sobre instala o j foram descritos alguns detalhes sobre a necessi dade de retirar o ar que entra na bomba Voc aprendeu ent o que antes de p r em funcionamento qualquer bomba deve se encher a canaliza o de suc o com o l quido a ser bombeado escorva As pe as dentro da bomba dependem Cap tulo 9 Manuten o 211 da lubrifica o que lhes fornecida pelo l quido a ser deslocado Caso a bomba funcione a seco as pe as se travam Esse um problema a ser evitado Os processos comuns para evitar que o ar en tre dentro da bomba escorva ser o especificados a seguir Escorva de bomba submersa Quando a bomba instalada com o eixo abaixo
149. nstru do de uma forma tal que ao girar em alta velocidade desloca o l quido bombeado at uma altura de recalque determinada O rotor dotado de p s palhetas h lice que rece bem o l quido pelo seu centro e o expulsam pela sua periferia devido a o da for a centr fuga Veja ilustra o a seguir Figura 38 Rotor dentro da carca a da bomba lt Carcaca em A AS Palhetas _ Olho de suc o eee eee dq Os rotores de uso mais comuns nas instala es hidr ulicas s o classificados em e rotor fechado e rotor aberto O rotor fechado aquele cujas h lices s o internas ao corpo do rotor Rotor aberto o que tem as h lices expostas na parte externa do corpo do rotor A Figura 39 mostra um rotor fechado e um aberto Figura 39 Rotor fechado e rotor aberto 56 Bombas Eixo A fun o b sica do eixo transmitir a for a conhecida como torque recebida do motor el trico para manter a bomba em funcionamento Outra fun o do eixo suportar o rotor e outras partes rotativas da bomba Observe nas pr ximas figuras os desenhos esquem ticos do eixo de uma bomba com o rotor em balan o e do rotor apoiado entre mancais Figura 40 Eixo de uma bomba com o rotor em balan o abro de uma bomba pumi Poko am balago Figura 41 Eixo de uma bomba com o rotor entre mancais ion de ma tener OT niir gibna reer aii O eixo possui uma luva protetora cuja fun o principal prot
150. nte 50 metros Para atender determina o do propriet rio no sentido de que o sistema te nha uma vaz o de 27m por hora o engenheiro sugeriu que fosse adquirida a seguinte bomba e Marca KSB e Modelo Meganorm e Tipo 32 160 1 e Rotor 3 500rpm rota es por minuto A Figura 79 mostra um desenho esquem tico que representa os detalhes do sis tema hidr ulico da fazenda Santo Antonio Capitulo 6 Curvas caracter sticas das bombas 125 Figura 79 Sistema hidr ulico da Fazenda Santo Antonio Es Tl er ra T e E Q 27m h H 50m Hate Ha Suc o 46m 45m D 3 polegadas Velocidade 1 56 m s Leo 24 6 A P 1 032 mca Descarga D 3 polegadas Velocidade 1 56 m s Lee 70 74m eq A Po 2 925 mca Bomba m j A Marca KSB Fitar i an Modelo Meganorm hk A Tipo 32 160 1 Rotor 176mm Rota o 3500rpm zA al Ap s o estudo deste cap tulo responda a bomba sugerida ser a mais eficiente no bombeamento de gua para irriga o e eficaz no consumo de energia el trica Continuando nossa conversa Curvas caracter sticas das bombas As curvas caracter sticas das bombas s o experimenta es realizadas pelo fabri cante da bomba e transcritas em seu manual t cnico por interm dio de gr fi cos Nesses gr ficos est o representadas as caracter sticas de funcionamento da bomba a saber e Altura manom trica que a bomba deve vencer com rela
151. o Para a bomba dev cuo Curva de grande raio Mivel minimos inferior Redu o gt Uma bomba de v cuo do tipo prova de gua deve ser empregada de prefer n cia para que n o seja danificada caso o l quido venha a entrar nela Com uma bomba de v cuo do tipo seco deve se dispor de um dispositivo que evite a entrada de gua dentro da bomba Um escorvador manual suficiente para as bombas 214 Bombas Escorva com v lvula de p A v lvula de p um dispositivo para conservar a bomba escorvada Quando n o existir l quido na tubula o de descarga fechar a v lvula de descarga e en cher com o l quido a bomba e a tubula o de suc o por interm dio da torneira superior de escorva empregando se um funil Caso se disponha de gua com press o lig la tubula o de suc o deixando escapar o ar pela torneira supe rior de escorvar conforme a Figura 142 Figura 142 Escorvar com v lvula de p Tuba d descarga V lvula de aveta Tubo by pass para pe am escorvar a bomba 1 ha V lvula de sempre que entrar L HHH reten o Y ia e adinei A P Redu o Curva d 1 Tr Tomeira de O grande raio Ist escovar Tubodesue o i Nivel minimo J inferior a Redu o a Quando houver l quido na tubula o de descarga a bomba poder ser escorva da por meio de uma tubula o by pass desvio entre a tubula o de suc o e a
152. o 2 Bombas centr fugas radiais 43 Fique ligado Rotor aberto utilizado para bombeamento de guas residuais ou bruta de m qualidade e Rotor semiaberto ou semifechado utilizado para recalque de gua sedimentada e Rotor fechado utilizado com gua pot vel ou tratada Observe nas figuras a seguir diferentes tipos de rotores radiais em corte trans versal e Rotor radial de fluxo simples fechado utilizado para movimentar l quidos com baixa quantidade de s lidos em suspens o ou com s lidos de pequeno di metro n o abrasivo Figura 24 Rotor radial de fluxo simples fechado e Rotor radial de fluxo duplo utilizado para movimentar l quidos sem s lidos em suspens o Figura 25 Rotor radial de fluxo duplo e Rotor radial fechado com duas ou tr s p s utilizado para movimentar l qui dos com s lidos em suspens o 44 Bombas Figura 26 Rotor radial com tr s e duas p s e Rotor radial aberto de tr s p s utilizado para movimentar lodo de esgoto com pouco teor de gases em sua composi o Figura 27 Rotor radial aberto de tr s p s e Rotor radial fechado de pa nica utilizado para movimentar caldo de cana com baga o ap s a primeira moenda esgoto sem pr filtragem Figura 28 Roto radial fechado de p nica e Rotor fechado recuado tamb m conhecido como utilizado para lodo com alto teor de gases e ar quando s o de p nica
153. o 5 andar A bomba e o motor el trico que a acionar est o fixados pelo pr prio fabricante em um chassi met lico Ao receber o conjunto motor e bomba o s ndico percebeu que ele est rigida mente fixado neste chassi e ficou em d vida se poderia proceder instala o sem necessidade de maiores cuidados Qual a resposta correta que pode ser dada para tirar as d vidas do s ndico Continuando nossa conversa Instala o da bomba Normalmente todas as instru es referentes instala o de uma bomba est o contidas em um manual t cnico fornecido pelo fabricante que apresenta deta lhes de opera o e manuten o da bomba Um dos fatores que influenciam o bom desempenho de uma bomba a sua correta instala o Bomba instalada corretamente permanece alinhada por mais tempo menos sujeita aos vazamentos vibra menos e requer menos manuten o corretiva o que aumenta sua vida til Aten o Antes de iniciar qualquer instala o leia e analise minuciosamente as instru es do fabricante V rios procedimentos devem ser observados na instala o de uma bomba Os mais importantes s o e instalar a bomba o mais perto poss vel do local de fornecimento do fluido a ser bombeado para reduzir a altura de aspira o est tica Cap tulo 8 Instala o da bomba 161 e instalar a bomba de forma a proporcionar f cil acesso para sua manuten o e ou verifica o No caso de bombas de grande
154. o da altura de suc o e depois o c lculo da altura de descarga como exposto a seguir Altura total do sistema aberto H Para sistemas hidr ulicos abertos onde o reservat rio de suc o est abaixo do n vel da bomba e o de descarga acima do n vel da bomba Figura 77 Reservat rio de suc o abaixo da bomba e tubula o de descarga acima do reservat rio Capitulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 119 Figura 78 Reservat rio de suc o abaixo da bomba e tubula o de descarga entrando por baixo do reservat rio Podemos definir a igualdade para calcular a altura total do sistema da seguinte maneira H H eoa AP H AP Onde H a altura total do sistema em metro m Heos altura geom trica de suc o em metro m AP a perda de press o de suc o em metro de coluna de gua mca H eoa altura geom trica de descarga em metro m AP a perda de press o de descarga em metro e coluna de gua mca 120 Bombas Acompanhe a seguir um exemplo sobre o c lculo da altura total de um sistema aberto Exemplo Calcular a altura total de um sistema aberto em que e H 20m geos o AP 1 Omca Heo 4 5 0m e AP 1 5mca Calculando pela express o H Rod AP Heos APs portanto geod H 5 0 1 5 2 0 1 0 9 5m Fique ligado A altura total do sistema fornece a altura real H que a bomba deve elevar uma determinada vaz o volum trica Q
155. o dela existe um dispositivo basculante que se fecha quando o sentido l quido invertido Cap tulo 8 Instala o da bomba 173 Figura 104 V lvula de Reten o Figura 105 Detalhe em corte mostrando a portinhola basculante da v lvula de reten o batedor portinhola basculante Fique ligado O registro gaveta o que causa a menor perda de carga quando est totalmente aberto Contudo ele n o apropriado nos casos em que se requer controlar a vaz o de gua do sistema Quando se deseja um controle da vaz o de gua deve se usar um registro globo Esse tipo de registro por m causa uma perda de carga muito maior que o registro gaveta e uma perda de carga sempre representa um maior consumo energ tico por parte da bomba Figura 106 Esquema em corte de v lvula gaveta Tihana oe genet mo 174 Bombas Figura 107 Volante globo em corte Eixo rosqueado Disco e Sempre que os valores das sobre press es ultrapassarem os limites recomen dados para a tubula o e para a bomba deve se prever a instala o de dis positivos para controlar qualquer aumento brusco de press o no interior da tubula o ou o golpe de ar ete tais como v lvula de al vio antigolpe de ar e te reservat rios de ar v lvula de al vio com molas Isso necess rio quando as tubula es s o muito compridas Fique ligado O golpe de ar ete a denomina o que se d qu
156. o determinada O di metro nominal do tubo de descarga D 3 polegadas A vaz o encontrada pelo propriet rio rural para a sua bomba foi de aproximada mente Q 27 78m3 h A seguir apresentado um quadro com os problemas mais comuns de manuten o suas prov veis causas e solu es Problema Causa Prov vel Solu o Vaz o Bomba sem escorva Escorvar novamente a bomba insuficiente verificando se a bomba e a linha de suc o est o cheias de l quido Linha de suc o obstru da Remover as obstru es Rotor obstru do com mat ria estranha Realizar um fluxo de lavagem da bomba no sentido inverso para limpar o rotor Sentido errado de rota o Mudar o sentido de rota o para que coincida com o sentido indicado pela seta no alojamento do mancal ou carca a da bomba Abertura da v lvula de p ou tubula o de suc o n o submersa o suficiente Consultar a f brica quanto profundidade correta Usar abafador para eliminar redemoinhos Altura de carga de suc o muito alta Reduzir o tamanho da tubula o de suc o 218 Bombas Problema Causa Prov vel Solu o A bomba Vazamento de ar pela junta Trocar a junta n o bombeia Vazamento de ar pela caixa de Trocar ou reajustar o engaxetamento ou a vaz o igaxetas selo mecanico bombeada Rotor parcialmente obstru do Realizar um fluxo de lavagem da insuficiente bomba no sentido inverso
157. o formato geom trico do anel de desgaste depende do projeto da bomba e do l quido bombeado Em casos especiais o fabricante pode fornecer um anel de desgaste projetado especialmente para o caso O cat logo do fabricante da bomba fornece os detalhes de montagem sua aplica o e dependendo das caracter sticas do fluido bombeado as folgas e toler ncias para o anel de desgaste da bomba fornecida por ele Cap tulo 3 Componentes da bomba centr fuga de simples est gio 67 Nas pr ximas ilustra es voc pode ver num desenho em corte na Figura 50 um anel de desgaste montado na carca a e na Figura 51 o anel de desgaste fora da carca a Figura 50 Anel de desgaste montado na carca a Anel de desgaste SS SE dE ASF A t si Y Lites li So Wi AS IME e EN Ea A Ea A ara j a To LA ee ee TERETE SAFA Rotor 68 Bombas Fique ligado Conforme aumenta a folga diametral dos an is de desgaste nota se uma redu o na efici ncia da bomba ou seja aumenta o retorno de l quido da descarga para a suc o da bomba Isso implica con sumo desnecess rio de energia Aten o Como o anel de desgaste influencia diretamente na efici ncia da bomba e seu consumo de energia h necessidade de sua substitui o periodicamente Esses intervalos devem estar previstos no plano de manuten o constante do cat logo t cnico do fabricante da bomba Aco
158. o quadrado contudo nossos c lculos devem ser feitos em m metro quadrado Para trans formar devemos dividir por 1 000 000 ou seja 4796 mm 1 000 000 0 004796 m O di metro do tubo tamb m deve estar em m metros Para transformar deve mos dividir por 1 000 ou seja 77 96 mm 1 000 0 07796m _ v A 0 004797 m2 D 0 07793 m Passo 3 Calcular a velocidade da gua dentro da tubula o Para calcular a vaz o volum trica Q usa se a igualdade Vaz o volum trica velocidade x rea interna da tubula o Isso pode ser escrito tamb m da seguinte maneira Q TA Como queremos calcular a velocidade podemos escrever essa equa o da se guinte maneira i A F Nesta equa o Q a vaz o volum trica 0 00833 m s a velocidade do fluido 1 73 m s A a rea interna do tubo 0 004796 m ve2173m s Cap tulo 4 Perda de carga 93 Colocando valores nessa equa o teremos _ 0 00833 m s y A 0 004796 m Passo 4 Determinar o fator de fric o f O fator de fric o ou coeficiente de perda de carga distribu da f para tubo de a o galvanizado novo com D 3 para uma velocidade V 1 73 m s pode ser obtido na tabela resumida a seguir que mostrada por inteiro na Tabela 11 Valores de coeficiente de atrito f para tubos conduzindo gua a 25 C Veja no cap tulo Anexo Tabelas O fator de fric o necess rio para a equa o da perda de car
159. or o maior ser necess rio somente no in cio e certificar se de que o alinhamento do acoplamento foi realizado conforme j explicado Quando a temperatura do l quido bombeado for superior a 120 C o alinhamento do acoplamento dever ser realizado temperatura de opera o ou adotar provid ncias equivalentes Consultar o manual do fabricante e seo acoplamento possuir protetor de seguran a externo certificar se de que ele n o est em contato com partes girantes Cap tulo 8 Instala o da bomba 187 e escorvar a bomba enchendo a com gua ou o l quido a ser bombeado elimi nando assim a exist ncia eventual de ar e certificar se de que porcas do aperta gaxeta est o apenas encostadas e Se houver registro de suc o abri lo totalmente e bombas com hidr ulica radial ou semi axial devem partir com o registro de recalque fechado e nas bombas com disco de equil brio partir com o registro deslocado para evitar esfor os excessivos no seu manejo inicial e bombas da rede hidr ulica axial e para vaz es elevadas devem partir com o registro parcialmente aberto para eliminar a possibilidade de vibra es ex cessivas no sistema e as bombas com hidr ulica axial devem partir com o registro totalmente aberto Na verifica o desses cuidados pode se dar partida ao acionador e deslig lo imediatamente para observar o comportamento do conjunto A partida deve ser gradativa e suave Constatada a normalidade
160. os de diferentes di metros e velocidades de deslocamento da gua no tubo Para determinar o fator de fric o f de tubos de diferentes materiais ou com fluidos diferentes da gua como por exemplo petr leo bruto resina sint tica e combust vel entre outros devemos utilizar c lculos que constam em literatura sobre mec nica dos fluidos Comprimento equivalente Leou O dado seguinte o comprimento equivalente L Por que um dado impor tante Porque nunca uma tubula o de transporte de fluido totalmente reta e mesmo que assim fosse ainda haveria perda de carga por causa do fator de fric o que voc estudou no item anterior Cap tulo 4 Perda de carga 83 Al m disso a tubula o sempre ter curvas v lvulas cotovelos registros que se transformam em barreiras ainda maiores para a circula o do fluido contribuin do para a perda de carga As curvas cotovelos registros e v lvulas de uma tubula o s o chamados de acess rios ou singularidades Todas as tubula es t m um comprimento que pode ser medido em seus trechos retos com o aux lio de uma trena O comprimento obtido com essa medi o de fine o comprimento real da instala o Todavia as curvas v lvulas cotovelos e registros tamb m t m que ser medidos pois como j vimos exercem um papel importante na perda de carga A representa o da perda de carga em uma singularidade apresentada como se fosse um tubo reto con
161. pesar de a bomba estar com seu rotor girando n o consegue bombear o fluido acarretando um consumo de energia desne cess rio Cap tulo 8 Instala o da bomba 185 Instala o el trica Na instala o el trica do motor da bomba devem ser tomados os cuidados apre sentados a seguir Cuidados na instala o el trica e Para a escolha correta da bitola do fio de liga o do motor da bomba obser var as condi es do local tens o da rede e dist ncia at a entrada de servi o e ler a pot ncia CV na placa do motor Procurar nas tabelas existentes no manual de instala o qual o fio indicado para ligar o motor e observar o esquema de liga o na placa do motor e fazer as liga es compa t veis com a tens o da rede el trica do local e instalar fus veis e chaves de partida para dar seguran a e prote o ao seu mo tor el trico evitando danos e a perda da garantia do mesmo Consultar um t cnico especializado sobre o assunto ou a pr pria f brica e sempre que for poss vel instalar uma chave b ia no sistema cuja instala o deve obedecer s recomenda es do fabricante evitando o uso de chaves com merc rio no seu interior Aten o obrigat rio o aterramento do motor el trico da bomba usando haste met lica com um m nimo de 50 cm enterrada no solo ligada ao terminal de aterramento do motor com um fio de cobre de bitola m nima 10mm Opera o Os t picos a
162. plamentos Os eixos das bombas s o conectados aos eixos dos seus acionadores por meio de acoplamentos exceto para bombas muito pequenas de projeto compacto onde o impelidor montado na extens o do eixo do acionador Nas bombas maiores por interm dio do acoplamento que o motor el trico transmite o movimento de rota o tamb m denominado de torque ao conjun to rotativo da bomba Embora diferentes no aspecto f sico todos os acoplamentos s o constitu dos basicamente dos seguintes componentes e cubos ou luvas que s o normalmente enchavetados no eixo e pe a amortecedora e capa externa de prote o e de reten o do lubrificante no caso dos acopla mentos lubrificados Cap tulo 3 Componentes da bomba centr fuga de simples est gio 69 O acoplamento pode ser entre outros e r gido e flex vel tipo fita de a o e flex vel com pinos amortecedores e flex vel de dentes arqueados Os acoplamentos que n o permitem movimento relativo dos eixos sejam eles axiais ou radiais s o chamados de acoplamentos r gidos Esse tipo de acoplamento funciona de forma similar a um par de flanges co nectando rigidamente os eixos que passam a operar como um eixo nico S o usados em bombas de pequenas rota es e bombas verticais A Figura 52 mostra um acoplamento r gido Figura 52 Acoplamento r gido O acoplamento flex vel tipo fita de a o permite um pequeno movimento relati vo e em opera o
163. r A v lvula globo oferece por m uma elevada perda de carga devido brusca mudan a de dire o do fluido ao passar por ela De forma geral as v lvulas glo bo podem ser horizontais angulares ou de passagem reta Figura 120 Vista em corte da v lvula globo 182 Bombas Figura 121 Vista em corte da v lvula globo em ngulo Detalhes espec ficos das bombas Com o manual t cnico do fabricante da bomba deve se observar os demais de talhes que s o espec ficos de cada uma e que devem ser seguidos criteriosamen te tais como e ajustes gerais do rotor e anel de desgaste e aperto das gaxetas e gotejamento de resfriamento da gaxetas e ajuste do selo mec nico e lubrifica o dos mancais e alinhamento do acoplamento do eixo da bomba com o motor el trico Escorva As bombas n o conseguem recalcar gua se existir ar no seu interior O ar fica preso entre a carca a da bomba e o rotor Fique ligado Escorva um processo de prepara o da bomba para funcionamento no qual o ar ou gases contidos no seu interior e na tubula o de suc o e carca a s o extra dos e substitu dos pelo flu do a ser bombeado Cap tulo 8 Instala o da bomba 183 Antes de dar in cio ao funcionamento necess rio que a tubula o de suc o e a bomba estejam completamente cheias de l quido As bombas centr fugas comuns embora possam bombear flu dos de um n vel inferior ao do seu bocal de suc o
164. ra o e posterior condensa o na entrada da bomba em sua parte interna junto ao rotor A interpreta o errada da curva NPSH leva a um dimensionamento incorreto da tubula o de suc o e isso acarreta a eros o do rotor fen meno chamado de cavita o do rotor da bomba Atualmente entre todas as curvas caracter sticas da bomba inclui se a curva de NPSH que desenhada em fun o de uma vaz o Q para um determinado dia metro do rotor A curva de NPSH tamb m conhecida por NPSH requerido cuja nota o NPSH y que fornecida pelo fabricante da bomba O gr fico a seguir mostra a curva de NPSH Figura 83 Curva de NPSH HPSHr Exemplo de utiliza o das curvas Com o que j foi estudado nos cap tulos anteriores imagine que voc tenha de terminado a altura geom trica de um sistema H eom e calculado a sua perda de carga AP e com esses dados obtido a altura total do sistema como H 30m e a necessidade da vaz o volum trica seja de 118m h Com o aux lio das curvas da bomba determine as caracter sticas de funciona mento de uma bomba Cap tulo 6 Curvas caracter sticas das bombas 131 Figura 84 Curvas da bomba Solu o Sobre a curva da bomba cruza se uma reta vertical que se inicia no ponto de vaz o volum trica determinada Q 118 m h 132 Bombas Nos gr ficos podemos encontrar os valores a seguir No primeiro gr fico Q x H para a altura total do sistema de H
165. re o mandril de madeira Para a instala o da gaxeta deve se proceder de acordo com o apresentado a seguir e instalar um anel de gaxeta cada vez na sequ ncia inversa da desmontagem e colocar graxa no di metro interno de cada anel de gaxeta ou outro lubrifican te quando recomendado pelo fabricante da bomba Aten o Verifique se o anel de gaxeta est limpo e isento de qualquer part cula s lida aderida sua superf cie e os an is de gaxeta devem ser montados com o corte defasado cerca de 90 noventa graus um em rela o ao outro conforme a figura 133 Figura 133 Defasagem nos cortes da gaxeta durante a montagem Cap tulo 9 Manuten o 207 e os an is de gaxeta podem ser introduzidos no interior da caixa de gaxeta com o aux lio do preme gaxeta aperta gaxeta ou utilizar uma bucha bi partida conforme figura Nunca usar chave de fenda para executar esse servi o Figura 134 Introdu o das gaxetas no caixa de gaxetas Bucha Gana Pert bipartica gaxetas Nota A bucha bipartida dever ter uma dimens o em seu di metro interno e externo de forma que se acomode facilmente dentro da c mara de veda o conforme indica a figura anterior e quando da instala o do ltimo anel dever haver espa o suficiente para in serir o preme gaxetas aperta gaxeta de 3mm at 5mm Figura 135 O espa o de 3 0mm a 5 0mm para inserir o preme gaxeta Sa da Espa o sufici
166. rel gio comparador Os procedimentos e crit rios para fazer o alinhamento bem como os valores de toler ncia desse alinhamento s o obtidos no manual t cnico do fabricante Aten o Mesmo que o conjunto motor el trico e a bomba j venham de f brica fixados em seu chassi con veniente que se fa a novamente o alinhamento ap s o chassi da bomba ter sido instalado e fixado em seu futuro local de funcionamento Lembre se do que j comentamos no cap tulo Componentes da Bomba Centrifuga de Simples Est gio o desalinhamento do acoplamento al m de for ar os mancais da bomba e do motor el trico aumenta o consumo de energia el trica Cap tulo 8 Instala o da bomba 165 A Figura 96 ilustra a coloca o do rel gio comparador Figura 96 Coloca o do rel gio comparador O alinhamento verificado e ajustado em dois momentos distintos e alinhamento inicial ou alinhamento a frio e alinhamento final ou alinhamento a quente Aten o Como item de seguran a antes de iniciar qualquer procedimento de alinhamento assegure se de que a alimenta o para o motor el trico esteja desligada e com chave el trica travada por cadeado de seguran a Alinhamento inicial O alinhamento a frio ou inicial realizado antes do in cio de opera o do siste ma quando a bomba e o motor el trico estiverem na temperatura ambiente Ele feito em tr s etapas distintas da seguinte maneira
167. rga 79 Todos esses dados t m que ser pensados porque precisamos deles para calcular a perda de carga e determinar qual a bomba que melhor atende s exig ncias do projeto hidr ulico Fique ligado Em uma tubula o hidr ulica as curvas os registros e as v lvulas s o considerados acess rios ou sin gularidades Veja os acess rios indicados na Figura 57 onde est representada uma instala o de bombeamento simples Figura 57 Instala o de bombeamento e seus acess rios Ponte rm ae pa Eco tea a L E ie Ei z Past Sea TR Bed Dem ats i a 80 Bombas Dimensionamento da tubula o Quando as tubula es de suc o e recalque s o dimensionadas al m do ob jetivo da efic cia energ tica preciso considerar o impacto dos custos dessas tubula es Nesse caso quanto menor for o di metro da tubula o menor ser seu custo de implanta o Entretanto um dimensionamento incorreto do di metro da tubula o com de termina o de um di metro menor que o normalizado resultar em aumento de velocidade do fluido Isso causar quedas de press o ou perda de carga nas tubula es de recalque e suc o que ter o como consequ ncia a perda de ca pacidade de bombeamento e o aumento da pot ncia necess ria acarretando assim maior consumo de energia Fique ligado A mec nica dos fluidos indica que quanto maior a velocidade de um fluido dentro d
168. rgia preciso conhecer cada uma delas A pri meira coisa a aprender o que bomba hidr ulica Cap tulo 1 Defini o e classifica o de bombas 17 Fique ligado Bomba uma m quina operatriz hidr ulica que transfere energia ao fluido com a finalidade de trans port lo de um ponto a outro Recebe energia de uma fonte motora qualquer e cede parte dessa energia ao fluido sob forma de energia de press o energia cin tica ou ambas Isso significa que ela aumenta a press o e a velocidade do l quido A rela o entre a energia cedida pela bomba ao l quido e a energia que foi re cebida da fonte motora determina o rendimento da bomba Esse dado muito importante para a escolha de uma bomba quando se trata de conserva o de energia Classifica o das bombas A bomba classificada pela sua aplica o ou pela forma com que a energia cedida ao fluido Normalmente existe uma rela o estreita entre a aplica o e a caracter stica da bomba que por sua vez est intimamente ligada forma de ceder energia ao fluido O esquema a seguir apresenta um quadro de classifica o dos principais tipos de bombas A classifica o foi feita pela forma como a energia fornecida ao fluido a ser transportado Esquema 1 Classifica o dos tipos principais de bombas Din mica ou Radial Turbobomba Fluxo misto Centrifuga Fluxo axial Pist o Eombas Viodum trica Alternative 3 Embalo
169. rio pressurizado A press o do reservat rio Pq NPSH Ham Ageos 7 Hy A Ps Pres geos Reservat rio de suc o pressurizado acima da bomba Bomba afogada A press o do reservat rio P P Res gt atm NPSH Him Hos H AP geos v s Em ambos os casos as bombas est o afogadas A diferen a que uma tem Pes diferente da press o atmosf rica Figura 90 Reservat rio de suc o abaixo da bomba Reservat rio de suc o abaixo da bomba A press o do reservat rio Pp Pam NPSH H Hoos H A P geos v Cap tulo 7 Cavita o e NPSH 149 Fique ligado Para n o ocorrer a cavita o o NPSH deve sempre ser maior que o NPSH o que podemos representar da seguinte forma NPSH gt NPSH Quando essa rela o NPSH gt NPSH n o satisfeita pelo sistema ocorre o fen meno da cavita o Acompanhe a seguir um exemplo Exemplo Uma bomba modelo 1 12 7 5CV instalada em um local a 600 metros acima do n vel do mar apresenta uma vaz o de Q 548m h e uma altura manom trica H 75m O reservat rio de suc o est instalado abaixo da bomba a uma altura Heos 2 5 metros A temperatura m dia da gua de T 30 C e a perda de car ga calculada 006Ea linha de suc o de AP 1 6mca A Figura 91 mostra o desenho de uma instala o de bombeamento referente ao exemplo apresentado Figura 91 Instala o de bombeamento
170. s o capazes de absorver pequenos desalinhamentos Aten o Os acoplamentos flex veis n o suportam erros de alinhamento Qualquer desalinhamento indesej vel n o devendo ser tolerado permanentemente pois ele e aumenta os esfor os prejudica os mancais e causa a falha do equipamento 70 Bombas A Figura 53 mostra a foto de um acoplamento flex vel tipo fita de a o Figura 53 Acoplamento flex vel tipo fita de a o O acoplamento com pino amortecedor tamb m pertence classe de acopla mentos flex veis no qual uma das luvas possui v rios furos em que s o coloca dos pinos revestidos de borracha ou de outro material flex vel Esses pinos s o presos a outra luva e s o respons veis pela flexibilidade de acoplamento A Figura 54 mostra a foto de um acoplamento com pino amortecedor Figura 54 Acoplamento com pino amortecedor No acoplamento de dente arqueado a flexibilidade obtida com o uso de um conjunto de dentes de engrenagem na parte central do eixo do acoplamento Os dentes de engrenagem encaixam se em uma cremalheira localizada na par te central do acoplamento Cap tulo 3 Componentes da bomba centr fuga de simples est gio 71 A Figura 55 mostra um acoplamento de dente arqueado Figura 55 Acoplamento de dentes arqueados Fique ligado Um acoplamento desalinhado al m de forcar os mancais da bomba e do motor el trico necessita de uma maior pot ncia de fun
171. s o entre a pot ncia hi dr ulica da bomba P pela pot ncia consumida da bomba P_ multiplicadas por 100 para se obter o resultado em percentual de rendimento como mostrado na equa o a seguir I P P X 100 Onde im Rendimento P Pot ncia hidr ulica da bomba em W CV P Pot ncia consumida da bomba em W CV Veja um exemplo desse c lculo Exemplo Uma bomba possui uma pot ncia hidr ulica de P 8940 W 12 155 CV e uma pot ncia consumida de P 12503 3 17 CV determinar qual o rendimento dessa bomba Pela equa o apresentada podemos determinar Ph Y100 Fi Ro n at x 100 12503 i 7 15W X 100 71 5 n 71 5 Conclus o Essa bomba tem um rendimento de 71 5 quando est em funcionamento ou seja ela utiliza 71 5 da pot ncia total do motor el trico para o seu funciona mento 128 Bombas Aten o sempre desej vel que uma bomba tenha o maior rendimento poss vel pois isso significa que o aproveitamento da energia el trica consumida transformada em energia hidr ulica teve o melhor aproveitamento para cada tipo de bomba Curva de rendimento Essa curva mostra a rela o existente na vaz o Q e no rendimento da bomba tn A partir dessa rela o Lin poss vel obter maior efici ncia no bombeamento de gua em fun o de uma determinada vaz o A curva de rendimento obtida a partir do di metro do rotor em fun o da va
172. s recomenda es descarga n o fixada ou do manual de Padr es do Instituto apoiada corretamente de Hidr ulica Hydraulic Institute Standards Manual A bomba est cavitando Localizar e corrigir o problema do sistema Vazamento Sobreposta do engaxetamento Apertar as porcas da sobreposta excessivo ajustada incorretamente da caixa de Caixa de gaxetas engaxetadas Verificar o engaxetamento e realizar gaxetas incorretamente outro engaxetamento da caixa Pe as do selo mec nico desgastadas Trocar as pe as desgastadas Superaquecimento do selo mec nico Verificar a lubrifica o e as redes de resfriamento Luva do eixo estriada Realizar usinagem ou trocar conforme necess rio Sobrecarga do motor el trico Altura de carga inferior nominal Bombeia muito l quido Consultar a f brica Instalar uma v lvula de garganta ou balancear o di metro do rotor O fluido mais pesado do que o esperado Verificar o peso espec fico e a viscosidade Engaxetamento da caixa de Igaxetas muito apertado Realizar novo engaxetamento Trocar caso esteja desgastado Pe as rotativas empenadas Verificar as pe as internas de desgaste quanto s folgas corretas Cap tulo 9 Manuten o 219 Fique ligado Qualquer problema que ocorra na bomba e suas prov veis causas descritas na tabela anterior ter o como consegii ncia a baixa efici ncia de funcionamento associado que
173. sal ou seja i z Propfindidade N mero de an is IEY do fransversa Figura 130 Profundidade da caixa de gaxeta R gua Cap tulo 9 Manuten o 205 Exemplo Determinar o numero de an is de gaxeta da bomba centrifuga radial do exerci cio anterior onde sua c mara de veda o ou caixa de gaxeta tem as seguintes dimens es Di metro da c mara de veda o B 55mm e Di metro da luva protetora do eixo A 35mm Profundidade da c mara de veda o 73mm Se o transversal da gaxeta 10mm Solu o Pela equa o vista anteriormente determina se i Pr afimdidade Tamaa N mero de an is Se o transversal 1 berrerm Essa bomba dever ter 7 an is de veda o e Ap s determinar a quantidade de an is eles dever o ser cortados e a me lhor forma de realizar esse procedimento utilizando um mandril de madeira com o mesmo di metro do eixo para evitar faz lo sobre o pr prio material do eixo Observe a Figura 131 Figura 131 Mandril de madeira do mesmo di metro do eixo da bomba Eixo Es Mandril de madeira im e A gaxeta deve envolver o mandril sem ser esticada Depois disso dever ser cortada com corte reto diretamente atrav s da gaxeta ou com um corte dia gonal riscando duas linhas paralelas na gaxeta e cortando posteriormente cada anel individualmente em ngulo de 45 Observe a figura 132 206 Bombas Figura 132 Corte da gaxeta sob
174. seguir resumem as provid ncias necess rias a serem observadas quando da primeira partida do conjunto bomba e motor el trico De maneira geral s o provid ncias comuns a todas as bombas mas o importante que se jam seguidas as recomenda es para a opera o de partida da bomba no ma nual t cnico do fabricante 186 Bombas Cuidados com a primeira partida do conjunto bomba e motor el trico e verificar a fixa o da bomba e do seu acionador firmemente base e verificar a fixa o das tubula es de suc o e recalque da bomba e revisar as conex es el tricas verificando se todos os sistemas de prote o do motor encontram se corretamente ajustados e funcionando em seguran a e executar as emendas das conex es el tricas de bombas submersas dos cabos com seguran a da maneira prevista nos manuais do fabricante e examinar o mancal quanto limpeza e penetra o de umidade Todas as bombas lubrificadas a leo devem receber a quantidade de lubrificante reco mendada pelo fabricante Aten o Todas as bombas saem da f brica sem leo e verificar o sentido de rota o do motor el trico fazendo o com a bomba de sacoplada e certificar se manualmente de que o conjunto girante roda livremente Se for necess rio um esfor o maior caso de bombas com mancais de deslize ga xetas que estejam prendendo etc usar chave corrente ou grifo com o eixo devidamente protegido para evitar danos O esf
175. so do uso do filtro necess ria uma rea de passagem de pelo menos tr s vezes a rea interna da tubula o de suc o Chec lo na partida e pe riodicamente durante as manuten es preventivas para verificar poss veis obstru es 172 Bombas e quando mais de uma bomba estiver operando a partir da mesma fonte de suprimento s o recomendadas linhas de suc o separadas e quando a mesma tubula o servir para abastecimento de v rias bombas n o recomend vel a redu o do di metro de tubula o medida que cada bomba abastecida Figura 102 Tubula o de suc o de mesmo di metro abastecendo v rias bombas Cuidados com a tubula o de descarga Os cuidados gerais que devem se tomados em rela o tubula o de descarga s o descritos a seguir e utilizar redu es conc ntricas para a liga o da tubula o ao flange da bom ba quando seus di metros forem diferentes e v lvulas de reten o dever o ser instaladas logo ap s a bomba e instalar um registro gaveta ap s a v lvula de reten o com a finalidade de isolar o sistema no caso de manuten o na v lvula de reten o ou na pr pria bomba Fique ligado A v lvula de reten o tem a finalidade de impedir que o l quido que se encontra na tubula o de descarga retorne pela tubula o bomba quando ela desligada A v lvula de reten o que impede o retorno do l quido funciona dessa forma porque dentr
176. sta tubula o de 8 4 metros pois 5 m 14m 2m 84m Para facilitar o c lculo quando se tratar de instala es com muitas curvas e di versos trechos retos pode se montar uma tabela para qualquer instala o Nes se caso foi criada essa tabela para o exemplo ilustrado na figura que mostra a tubula o com uma curva de raio pequeno Tipo Quantidade Comprimento m Leay M Trecho reto horizontal 5 0 5 0 Trecho reto vertical 2 0 2 0 Curva de raio pequeno 1 1 0 1 4 Comprimento equivalente total m 8 4 86 Comprimento equivalente L Bombas EQU de tubula o de a o Em tubula es de gua de grandes instala es hidr ulicas normalmente s o utilizados tubos de a o Os valores comprimentos equivalentes de diversas sin gularidades podem ser obtidos na Tabela Comprimento equivalente de v lvulas e conex es para tubo de a o Consulte no cap tulo Anexo Tabelas A pr xima tabela apresenta o comprimento equivalente L EQU para diversas sin gularidades e consta do manual de treinamento de um fabricante de bombas centr fugas Ro ke Re Y 4 4 s Se stats Diametro D E E 3 k Em i E TE E ES E E E a ai 3 Pl 43 G9 G2 3g 58 3 42 ds pO pg Bi Gl es o d ah 858 Shp y A E Tegep aht mm pol i 13 112 03 0 4 0 5 0 2 02 0 3 0 2 0 2 0 4 0 1 4 9 26 0 3 1 0 1 0 3 6 0 4 14 1 6 19 3
177. te traseira junto ao seu eixo de interliga o com o motor el trico 54 Bombas O s ndico est em d vida se estas provid ncias s o mesmo necess rias pois ele imagina que a bomba uma vez funcionando n o necessitar mais de leo lubri ficante e que um desperd cio deixar um gotejamento de gua constante Levando em conta a rela o custo benef cio oriunda da lubrifica o e do gote jamento de gua durante o funcionamento da bomba e ap s ler este cap tulo diga se o s ndico est com raz o em questionar esse desperd cio Continuando nossa conversa Bomba centr fuga de simples est gio componentes Dentre os tipos de bombas centr fugas estudadas no cap tulo anterior ser o objetos de estudo neste capitulo os principais componentes de uma bomba centr fuga horizontal com rotor em balan o de simples est gio e motor sepa rado por suporte de mancal ou seja uma bomba centr fuga radial pura Confira na Figura 37 o esquema em corte transversal de uma bomba centrifu ga radial pura Com apoio das legendas veja seus principais componentes Figura 37 Componentes da bomba centr fuga radial pura waneha do revel fer ch do deo O estudo dos componentes ilustrados na figura sera iniciado pelo rotor Cap tulo 3 Componentes da bomba centr fuga de simples est gio 55 Rotor O rotor tamb m conhecido como impelidor como j foi descrito anteriormen te um componente girat rio da bomba que co
178. terior as bombas centr fugas s o bom bas caracterizadas por possu rem um rg o rotat rio o rotor dotado de p s ou h lices que ao receber o fluido pelo seu centro o expele pela periferia do rotor devido a o da for a centr fuga Existem v rios tipos de bombas centr fugas tais como e radial e fluxo misto e fluxo axial Nosso estudo centrar sua aten o apenas sobre a bomba centr fuga radial porque a mais utilizada na maioria das opera es de instala es de bombe amento Capitulo 2 Bombas centr fugas radiais 35 Bomba centr fuga radial Outra denomina o para a bomba centrifuga radial bomba centrifuga radial pura O nome de bomba centrifuga deve se ao fato de ser a for a centrifuga a respons vel pela energia que o l quido recebe ao atravessar a bomba Nela o fluido entra pelo centro do rotor no sentido paralelo ao eixo da bomba passa pelos canais formados por p s de curvatura simples que est o dentro do rotor que pela sua rota o em alta velocidade expele o fluido pela periferia do rotor devido a o da for a centr fuga A Figura 16 ilustra os principais componentes de uma bomba centr fuga a partir de um corte transversal Figura 16 Componentes da bomba centr fuga Legenda Rotor Corpo espiral Carca a Eixo Luva protetora do Eixo An is de desgaste Gaxeta Suporte do mancal Mancal 1 do en de to ho a As partes fundamentais para o funcionamento d
179. tes Industriais de N vel M dio em Otimiza o de Sistemas Motrizes Ele um complemento para o estudo refor ando o que foi desenvol vido em sala de aula tamb m uma fonte de consulta onde voc participante do curso pode rever e relembrar os temas abordados no curso Todos os cap tulos t m a mesma estrutura Conhe a a seguir como s o desen volvidos os cap tulos desse guia Iniciando nossa conversa texto de apresenta o do assunto abordado no cap tulo Objetivos informa os objetivos de aprendizagem a serem atingidos a partir do que foi desenvolvido em sala de aula e com o estudo realizado por meio do guia Um desafio para voc apresenta um desafio uma situa o a ser resolvida por voc Continuando nossa conversa onde o tema do cap tulo desenvolvido tra zendo informa es para o seu estudo e Voltando ao desafio depois de ler analisar e refletir sobre os assuntos abor dados no cap tulo voc retornar ao desafio proposto buscando a sua solu o luz do que foi estudado e Resumindo texto que sintetiza os principais assuntos desenvolvidos no ca p tulo e Aprenda mais sugest es para pesquisa e leitura relacionadas com o tema do cap tulo visando ampliar o que voc aprendeu Esperamos que este material did tico contribua para torn lo um cidad o cada vez mais consciente e comprometido em alcan ar a efici ncia energ tica cola borando assim para que o pa s alcanc
180. to motobomba acarreta um esfor o desnecess rio sobre os mancais desses equipamentos Al m de desgastar prematuramente os mancais do conjunto gera necessidade de maior esfor o para funcionamento do motor el trico Desse modo existe perda da efici ncia energ tica devido a maior consumo de energia el trica Cap tulo 8 Instala o da bomba 167 Tubula es Apesar de estarmos estudando a bomba necess rio tomar o m ximo de cui dado com a tubula o que conduz o fluido Afinal ela estar conectada direta mente bomba e uma instala o incorreta da tubula o poder comprometer o seu desempenho Isso pode ser evitado se tomarmos alguns cuidados quando da instala o da tubula o que s o apresentados a seguir Cuidados na instala o da tubula o e Atubula o deve ser apoiada de maneira independente em rela o bomba N o se deve apoiar as tubula es nos flanges da bomba para que a carca a n o se encontre submetida a esfor os desnecess rios e s vezes prejudi ciais e Todas as tubula es devem ser alinhadas naturalmente com lange da bomba Nunca se deve for ar o alinhamento da tubula o no flange da bomba para que n o ocorram esfor os na carca a e Antes de completar o aperto das tubula es deve se verificar o alinhamento da tubula o em rela o bomba e As se es de tubula es devem ser adequadas vaz o conforme tabela da norma NBR 6401 Instala es centr
181. tre outros dados para diferentes di metros de tubo de a o podem ser obtidos na Tabela abaixo Dimensionamento de tubos de a o Veja no cap tulo Anexo Tabelas Tabela de singularidades para tubo de a o Dimensionamento de tubos de A o rea superficial x Peso rea por Eid di o por interna metro de nein metro do tubo comprimento Di metro Di metro Di metro de tubo mm Externa Interna Sd mm Nominal externo interno Kg m m m in mm mm 40 9 25 2 24 0 631 0 043 0 029 a 8 80 ara 7 3 02 0 796 0 043 0 024 40 12 62 2 31 0 844 0 054 0 039 ae dO 80 a 1074 3 20 1 098 0 054 0 034 40 15 2 77 1 265 0 067 0 050 RE AS 80 Susa 13 3 73 206 5 0 067 0 044 40 20 93 2 87 1 682 0 084 0 066 eA 80 eoe 18 3 91 2 19 0 084 0 059 40 26 64 3 38 2 50 0 105 0 084 es 80 ne 24 61 4 55 3 23 0 105 0 076 40 3505 3 56 3 38 0 132 0 110 TENA a 80 sen 32 46 4 85 4 45 0 132 0 102 40 40k 3 68 4 05 0 152 0 128 tone AN 80 aad 38 10 5 08 5 40 0 152 0 120 40 52b1 3 91 5 43 0 190 0 165 E ee 80 Bice 49 25 5 54 7 47 0 190 0 155 40 5 16 8 62 0 229 0 197 aie e 80 eae 7 01 11 40 0 229 0 185 E 0 279 0 245 80 0 279 0 231 40 0 0359 0 321 208 EL 0 359 0 305 92 Bombas Para o tubo de 37 temos A 4797 mm D 77 93 mm Dica A tabela apresenta a rea interna do tubo de a o em mm mil metr
182. tura de descarga para sistema descendente a altura geom trica de descarga mais a perda de press o na tubula o de descarga como demonstrada a seguir na igualdade Onde H a altura de descarga em metro m H eoa altura geom trica de descarga em metro m A p a perda de press o de descarga em metro de coluna de gua mca Veja ent o um exemplo de c lculo da altura de descarga de uma instala o des cendente Cap tulo 5 Altura total do sistema hidr ulico 117 Exemplo Calcular a altura de descarga de um sistema ascendente em que H eod 45 0m e A 2 925mca Calculando pela express o H H App portanto D geod A 45 0 2 925 42 075m Altura total do sistema H A altura total do sistema tamb m chamada de altura manom trica total do siste ma composta pela altura de descarga subtraida altura de suc o do sistema como demonstrado a seguir na igualdade Onde H a altura total do sistema em metro m H a altura de suc o em metro m H a altura de descarga em metro m Acompanhe a seguir o c lculo da altura de um sistema Exemplo Calcular a altura total de um sistema em que e H 2 032m S H 47 925m 118 Bombas Calculando pela express o H H H portanto H 47 925 2 032 49 957m Para calcular a altura total do sistema tanto aberto quanto fechado pode se usar uma s igualdade em vez de efetuar primeiro o c lcul
183. ulico Muitas vezes a bomba pode ter sido bem projetada para uma determinada ins tala o hidr ulica mas por causa de uma manuten o mal feita pode ocorrer a modifica o de algum fator de funcionamento original da bomba A modifica o desse fator de funcionamento pode alterar as curvas caracter sticas da bomba As altera es que modificam a curva caracter stica da bomba podem ocorrer de vido e mudan a da rota o e mudan a do di metro externo do rotor e modifica o da natureza do l quido bombeado Fique ligado Os manuais t cnicos dos fabricantes e a literatura sobre mec nica dos l quidos fornecem as rela es matem ticas conhecidas como Lei da Bomba que mostram a varia o das curvas de acordo com as altera es que modificam a curva caracter stica da bomba Voltando ao desafio A bomba que foi sugerida da marca KSB modelo Meganorm tipo 32 160 1 O cat logo t cnico apresenta como caracter sticas dessa bomba tr s curvas que s o e curva da altura manom trica e curva de NPSH e curva de pot ncia consumida 134 Bombas Vamos ent o defini las e Curva da vaz o versus altura manom trica OxH No gr fico da primeira curva ap s marcar os pontos de vaz o Q 27m h e al tura manom trica H 50m tra ar duas retas cujo ponto de cruzamento sobre a linha da curva do rotor indica que o di metro do rotor de 176 mm e tamb m que o rendimento I da
184. um rotor de bomba centr fuga radial pura Figura 1 Rotor de bomba centr fuga radial pura Liquido saindo peda periferia do nodos Pas do rotor Eixo do rotor Liquido entrar o posto conto do E A rotor Cap tulo 1 Defini o e classifica o de bombas 19 Como se pode observar na ilustra o as trajet rias s o curvas contidas num pla no radial A Figura 2 apresenta o desenho de uma bomba centr fuga radial pura em corte longitudinal Figura 2 Bomba centr fuga Bomba Centrifuga Bomba centrifuga de fluxo misto ou helicocentrifuga Nas bombas centrifugas de fluxo misto o movimento do liquido ocorre na dire o inclinada diagonal em rela o ao eixo de rota o Nas bombas desse tipo o l quido penetra no rotor em sentido paralelo ao eixo de rota o sai do rotor numa trajet ria ligeiramente inclinada seguindo um plano perpendicular ao eixo de rota o A press o comunicada pela for a centr fuga e pela a o de sustenta o ou propuls o das p s 20 Bombas A Figura 3 apresenta esquematicamente a trajet ria de um l quido em uma bom ba centrifuga de fluxo misto ou helicocentrifuga em corte transversal Figura 3 Rotor de bomba centr fuga de fluxo misto Trajet ria inclinada Coletor Rotor Eixo Bomba centr fuga de fluxo axial ou helicoaxial Nas bombas centr fugas de fluxo axial ou helicoaxial o movimento do l quido ocorre paralelo ao eixo de rota o O rotor
185. uma bomba em funcionamento apresenta um ru do semelhante ao de lenha seca queimando ou ainda como se estivesse bombeando areia ou pedre gulho Depois de certo tempo de funcionamento quando ela for desmontada percebe se que o rotor tem v rias eros es em sua entrada junto ao rotor Essas eros es algumas vezes chegam a ocupar uma rea de mais de 20mm de superf cie As eros es no rotor causam o seu desbalanceamento e com a alta velocidade que ele sempre gira surgir uma vibra o que compromete os mancais da bom ba e algumas vezes a pr pria carca a Por incr vel que pare a essas eros es foram causadas pela gua limpa sem ne nhuma subst ncia abrasiva em seu conte do Esse fen meno recebe o nome de cavita o e pode ser evitado como voc ver neste cap tulo Objetivos Os objetivos de estudo neste cap tulo s o e definir o que cavita o e conhecer o m todo chamado de NPSH 140 Bombas e calcular o NPSH da instala o hidr ulica e avaliar o NPSH com rela o ao NPSH e conhecer alguns m todos para evitar a ocorr ncia da cavita o Um desafio para voc A bomba que ser substitu da no Condom nio Jardim das Rosas apresentou du rante o seu per odo de funcionamento um estranho ru do de areia sendo movi mentada dentro de sua carca a O mec nico encanador contratado para fazer o servi o de manuten o da rede hidr ulica do pr dio havia informado que esse ru do era
186. usa quando o n vel do reservat rio de suc o est acima da entrada da bomba Fatores que modificam o NPSH Se observarmos a equa o do NPSH veremos que a altera o de determinadas vari veis pode distorcer completamente o resultado final Assim sendo conv m analisarmos a influ ncia dos seguintes fatores e altura est tica de suc o Heo e altitude do local da instala o e temperatura de bombeamento do l quido e tipo do l quido bombeado e tipo de entrada di metro comprimento e acess rios da linha de suc o e vaz o e press o do reservat rio de suc o P Res e Altura est tica de suc o He o Variando a altura est tica de suc o Heo ir variar o valor do NPSH pois existe um valor de altura est tica m xima para o caso do n vel do reservat rio estar abaixo do n vel da suc o da bomba Altitude do local da instala o Esse valor altera diretamente a press o atmosf rica do local como pode ser ob servado na Tabela 13 Press o atmosf rica para determinadas altitudes locais Quanto maior a altitude menor ser a press o atmosf rica local e portanto me nor o NPSH Cap tulo 7 Cavita o e NPSH 147 Temperatura do fluido Quanto maior a temperatura menor o NPSH pois maior ser a press o de vapor da gua influenciando tamb m o peso espec fico e o aumento da perda de carga pela varia o da viscosidade Tipo de l quido
187. varia se a instala o da bomba est acima ou abaixo do tanque de suc o Conhe a essa varia o de fun o no quadro a seguir Localiza o Press o Fun o Bomba alojada acima do A press o no interior da carca a A diferen a de press o tanque de suc o da bomba inferior press o possibilita a entrada de ar atmosf rica do ambiente onde para dentro da bomba e o ela est instalada vazamento de gua Bomba alojada abaixo A press o no interior da bomba A diferen a de press o do tanque de suc o superior press o atmos possibilita que ocorra vaza f rica no ambiente onde est mento de gua para fora da instalada a bomba bomba A fun o da gaxeta evitar a entrada de ar e o vazamento de gua na bomba Em uma bomba centr fuga radial pura de simples est gio a caixa de gaxetas usualmente tem o formato de uma caixa cil ndrica que acomoda certo n mero de an is de gaxetas em volta do eixo ou da luva de eixo Esse anel comprimi do pelo ajuste feito por interm dio do componente denominado preme gaxe ta sobreposta ou aperta gaxeta Aten o As gaxetas nunca vedam totalmente o sistema contra um gotejamento necess rio As gaxetas devem permitir que haja um m nimo vazamento da ordem 30 a 60 gotas por minuto para possibilitar a lubri fica o e auxiliar a manter as gaxetas com a temperatura adequada Cap tulo 3 Componentes da bomba centr fuga

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