UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁUNIOESTE - CAMPUS DE FOZ DO IGUAÇU

CURSO: ENGENHARIA MECÂNICADISCIPLINA: MÁQUINAS DE FLUXO IIDOCENTE: THIAGO ANTONINI ALVEZ

DÉBORA APARECIDA MACHADODEIVIS BARATO PAUL

BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO

FOZ DO IGUAÇU2010

DÉBORA APARECIDA MACHADODEIVIS BARATO PAUL

BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO

Trabalho realizado com o objetivo de apresentar um breve resumo bibliográfico a respeito de Bombas de Deslocamento positivo, como pré-requisito para a conclusão da disciplina de Maquinas de Fluxo II.

FOZ DO IGUAÇU2010

AGRADECIMENTO

À Deus por ter nos abençoado pela oportunidade de aprimorar e ampliar nossos conhecimentos.

Aos pais, por terem motivado e incentivado nossos estudos até então.Ao Professor Thiago Antonini Alvez, pelo esforço em transmitir o seu

conhecimento;Aos amigos pela força e ajuda nos momentos difíceis, e dedicação conjunta

quanto à conclusão de trabalhos e estudos.

1 INTRODUÇÃO...........................................................................................................4

2 CLASSIFICAÇÃO......................................................................................................4

2.1 Máquinas Motrizes................................................................................................4

2.2 Máquinas Geratrizes..............................................................................................5

2.3 Máquinas Mistas....................................................................................................5

3 CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS GERATRIZES OU BOMBAS.....................5

3.1 Definição...............................................................................................................5

4 BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO..........................................................7

4.1 Bombas de Deslocamento Positivas do tipo Alternativas.....................................7

4.2 Bombas de Deslocamento Positivas do tipo Rotativas..........................................8

4.2.1 Bomba de Engrenagens..................................................................................8

4.2.2 Bomba de Lóbulos..........................................................................................9

4.2.2 Bomba de Palhetas..........................................................................................9

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS.....................................................................................10

BIBLIOGRAFIA..........................................................................................................11

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Resumo dos tipos de Máquinas Operatrizes.....................................................6

Figura 2 Classificação das Bombas Hidráulicas.............................................................6

Figura 3 Esquema de bombas alternativas. (a) De pistão, (b) De diafragma..................8

Figura 4 Bomba de Engrenagens....................................................................................9

Figura 5 Bomba de Lóbulos............................................................................................9

Figura 6 Bomba de Palhetas..........................................................................................10

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1 INTRODUÇÃO

Atualmente da indústria existem inúmeros processos que utilizam do movimento e

transporte de fluidos. Estes processos estão relacionados com a energia contida nos fluidos em

movimento, onde esta energia pode ser utilizada para acionamento de máquinas de fluxo

denominadas Turbinas. A energia elétrica pode ser utilizada para acionamento de motores, os

quais podem acionar máquinas do tipo bombas, ventiladores, compressores para a

movimentação e transporte de fluidos. Para a seleção do tipo de máquina a ser utilizada, deve-

se ter conhecimento das equações que governam o movimento destas maquinas hidráulicas.

A equação do momento da quantidade de movimento permite determinar a energia obtida ou

recebida pelas máquinas; o estudo das leis de semelhança permitem avaliar o funcionamento

das turbo maquinas em diferentes condições de operação. O estudo da dissipação de energia

no escoamento nas máquinas de fluxo permite reconhecer as diferentes perdas hidráulicas,

volumétricas, mecânicas que devem ser levadas em conta para se ter uma noção da eficiência

de tais maquinas.

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2 CLASSIFICAÇÃO

As máquinas hidráulicas podem ser classificadas em três grandes grupos:

Máquinas Motrizes;

Máquinas Geratrizes ou Operatrizes;

Máquinas Mistas.

2.1 Máquinas Motrizes

São as máquinas que transformam energia hidráulica em trabalho mecânico. De um

modo geral, se destinam a acionar outras máquinas, principalmente geradores de energia

elétrica, dois são os tipos mais importantes de máquinas motrizes hidráulicas:

Turbinas Hidráulicas: O escoamento da água se dá em canais formados por pás

curvas, dispostas simetricamente em torno de um eixo móvel, e que constituem o rotor ou

receptor. Costuma-se dizer que nas turbinas, a água atua por sua velocidade ou por sua

energia cinética. Atualmente, utiliza-se as seguintes turbinas:

Francis;

Propeller;

Kaplan;

Pelton;

Dériaz.

Rodas hidráulicas ou rodas d’água: Onde a água escoa por canais especiais ou é

despejada em cubas, desenvolvem forças que produzem o conjugado motor. Nestas máquinas

a água atua por peso e por velocidade, havendo o predomínio de uma delas em cada tipo

(rodas de cima, de lado e de baixo).

2.2 Máquinas Geratrizes

São aquelas que recebem trabalho mecânico, geralmente fornecido por uma máquinas

motriz, e o transforma em energia hidráulica, comunicando ao liquido um acréscimo de

energia sob as formas de energia potencial, de pressão e cinética. Pertencem à esta categoria

de máquinas todas as bombas hidráulicas.

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2.3 Máquinas Mistas

São dispositivos ou aparelhos hidráulicos que modificam o estado de energia que o

líquido possui, isto é: transformam a energia hidráulica sob uma forma na outra. Pertencem a

esta classe os ejetores ou edutores, os pulsômetros, os carneiros hidráulicos, as chamadas

bombas de emulsão de ar entre outras. Estes dispositivos funcionam como transformadores

hidráulicos.

Após uma breve apresentação da classificação de máquinas hidráulicas, o enfoque será

para as Máquinas Geratrizes do tipo Bombas de Deslocamento Positivo.

3 CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS GERATRIZES OU BOMBAS

3.1 Definição

Bombas são máquinas geratrizes cuja finalidade é realizar o deslocamento de um

liquido por escoamento. Sendo uma máquina geratriz, ela transforma o trabalho mecânico que

recebe para seu funcionamento em energia, que é comunicada ao líquido sob as formas de

energia de pressão e cinética. A figura 1 mostra os tipos de máquinas geratrizes e algumas

características das mesmas.

Figura 1 Resumo dos tipos de Máquinas Operatrizes

7

As Bombas Hidráulicas classificam-se como turbobombas e bombas volumétricas ou

de deslocamento positivo. As bombas de deslocamento positivo dividem-se como alternativas

e rotativas, como ilustra a figura 2.

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BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO

Nas Bombas Volumétricas, ou de Deslocamento Positivo, a movimentação do fluído é

causada diretamente pela ação do órgão de impulsão da bomba que obriga o fluído a executar

o mesmo movimento a que está sujeito este impulsor (êmbolo, engrenagens, lóbulos,

palhetas).

Dá-se o nome de volumétrica porque o fluído, de forma sucessiva, ocupa e desocupa

espaços no interior da bomba, com volumes conhecidos, sendo que o movimento geral deste

fluído dá-se na mesma direção das forças a ele transmitidas, por isso a chamamos de

deslocamento positivo. As Bombas Volumétricas dividem-se em:

Embolo ou Alternativas (pistão, diafragma, membrana);

Rotativas (engrenagens, lóbulos, palhetas, helicoidais, fusos, parafusos,

peristálticas).

Figura 2 Classificação das Bombas Hidráulicas

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4.1 Bombas de Deslocamento Positivas do tipo Alternativas

Nestas bombas o fluido recebe a ação das forças diretamente de um pistão ou êmbolo

ou de uma membrana flexível.

As bombas alternativas não têm limites de pressões. São construídas para pressões de

1.000 atm ou mais. Apesar de imprimirem ao fluido as pressões mais elevadas entre todos os

tipos de bombas, possuem capacidade relativamente pequena. São recomendadas para o

bombeamento de óleos, água de alimentação de caldeira e fluidos em geral que não

contenham sólidos abrasivos (podem danificar as superfícies torneadas do cilindro e do

pistão). Em virtude de suas características de deslocamento positivo é também pratico seu uso

com bombas dosadoras e medidoras de vazões moderadas.

A bomba de diafragma é outro tipo de bomba de deslocamento positivo que depende

do movimento de um diafragma para conseguir o deslocamento do fluido. O movimento para

frente e para trás, imposto ao diafragma, atribui ao escoamento a pulsação típica de uma

bomba alternativa. As bombas de diafragma são usadas para bombear suspensões abrasivas e

líquidos muito viscosos. A figura 3 mostra o esquema de uma bomba de pistão e diafragma.

4.2

Bombas de Deslocamento Positivas do tipo Rotativas

Nas bombas rotativas (ou rotatórias) o líquido retido no espaço entre os dentes ou

palhetas é deslocado de modo contínuo pelo movimento de rotação desde a entrada até a saída

da bomba. As bombas rotativas são usadas com líquidos de quaisquer viscosidades, desde que

Figura 3 Esquema de bombas alternativas. (a) De pistão, (b) De diafragma

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não contenham sólidos abrasivos. Alguns modelos trabalham a 200 atm. A descarga e a

pressão do líquido bombeado sofrem pequenas variações quando a rotação é constante.

As bombas rotativas são usadas para bombear óleos (mineral, vegetal ou animal),

gorduras, glicose, melaço, ketchup, maionese, salmoura entre outros materiais. As bombas

rotativas podem ser: de engrenagens; de lóbulos e de palhetas.

4.2.1 Bomba de Engrenagens

Nas bombas de engrenagens, as rodas dentadas trabalham no interior da carcaça com

mínima folga. O fluido confinado é deslocado pelos dentes e forçado a sair pela tubulação de

descarga. Para uma determinada rotação a descarga e a pressão são praticamente constantes.

O esquema de uma bomba de engrenagens pode ser visto na figura 4.

4.2.2 Bomba de Lóbulos

As bombas de lóbulos são mais apropriadas para mover e comprimir gases, sendo

utilizadas para movimentar

líquidos viscosos. Existe um lóbulo

motor e outro livre montados

ortogonalmente. A bolsa de líquido

Figura 4 Bomba de Engrenagens

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aprisionada na sucção é conduzida até o recalque. Um esquema da bomba de lóbulos pode ser

visto na figura 5.

4.2.2 Bomba de Palhetas

As bombas de palhetas deslizantes tem palhetas radiais (4 a 8) que pela ação

centrífuga deslocam-se em direção a carcaça, sobre a qual deslizam. O rotor é montado

excentricamente e sua velocidade é limitada a 300 rpm para mover gases sendo utilizada

também para bombeamento de líquidos. Um esquema da bomba de palhetas pode ser visto na

figura 6.

Figura 5 Bomba de Lóbulos

Figura 6 Bomba de Palhetas

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5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Com o grande avanço e desenvolvimento das indústrias pode-se notar a grande

importância e necessidade deste tipo de equipamento. Diante desta vasta utilização faz-se

necessário a busca da otimização e eficiência dos mesmos, visto que sistemas hidráulicos são

encontrados desde nossas residências, até grandes empresas e indústrias. Além de garantir um

bom funcionamento, os estudos e testes em bombas e acessórios visam segurança, ao ser

humano, pois um acidente com instalações hidráulicas podem levar de pequenos danos até

grandes danos e perdas humanas.

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BIBLIOGRAFIA

ALÉ, J. A. V. Sistemas Fluidomecânicos. Sistemas de bombeamento. Pontifícia

Universidade Católica do Rio Grande do Sul. [S.l.]. 2010.

MACINTYRE, A. J. Bombas e Instalações de Bombeamento. Rio de Janeiro: Ed.

Guanabara Dois, 1980.