Bombas são máquinas hidráulicas cuja função é transmitir energia ao fluidolíquid o, pastoso ou em suspensão. Os inúmeros tipos existentes agrupam-se em duas classes principais :
· Bombas centrífugas – impelem um fluxo contínuo que dependerá da pressão de descarga ou da energia adicionada.
A taxa de vazão do fluido na bombas alternativas é uma função do volume varrido do pistão e do número de ciclos do pistão por unidade de tempo. A eficiência volumétrica de um bomba é definida como a razão entre o volume de fluido descarregado pela bomba e o volume percorrido pelo pistão, ou seja, a razão entre o 3 vazão prática e a teórica. Esta diferença pode ocorrer devido a enchimento incompleto ou vazamento do pistão. Quando a bomba está bem ajustada esta eficiência situa-se acima de 95%.
Já a eficiência mecânica é a relação entre a energia fornecida ao fluido pela energia fornecida a bomba. As perdas ocorridas é devido ao atrito mecânico da bomba e ao atrito do fluido. Este tipo de bomba geralmente apresenta eficiência mecânica superior às bombas centrífugas. As bombas alternativas podem ser classificadas de acordo com o acionamento em :
· Bombas acionadas a motor, Figura 01, que utilizam um motor elétrico, uma correia, ou uma corrente, através de uma engrenagem motriz e de um eixo de manivela, transformam o movimento rotatório em linear.
· Bombas acionadas a vapor, que utilizam um cilindro de vapor com o pistão no mesmo eixo que os pisões da bomba.
Quanto a descarga do fluido estas bombas podem ser de simples ou duplo efeito. Quando só ocorre uma descarga por ciclo(na ida do cilindro) a bomba é dita de efeito simples e quando a descarga ocorre duas descargas por ciclo (uma na ida e outro na volta do cilindro), é dita de duplo efeito. Se a bomba apresenta dois cilindros com êmbolos separados ela é dita duplex, no caso de possuir apenas um é simplex.
Desta forma pode-se ter, por exemplo, bombas simplex de duplo efeito, como a da Figura 01. A Figura 02 mostra o comportamento da vazão para bombas simplex de simples efeito, onde não há fluxo durante a admissão do líquido no êmbolo; a simplex de duplo efeito, onde o fluxo sé cessa no ponto de inversão entre a carga e a descarga e a duplex de duplo efeito, onde o fluxo não cessa porém há uma diminuição quando um dos cilindros estão invertendo seu movimento.
BOMBAS ROTATIVAS
Existem diversos tipos de bombas rotativas, dentre elas destacam-se a de engrenagem, a de arafuso e a de cavidade caminhante. O princípio de funcionamento é o mesmo para todos os tipos, na entrada o rotor gera uma pressão mais baixa que faz o fluido entrar na bomba, ficando preso entre o rotor e a carcaça para depois ser ejetado para fora. Estas bombas trabalham afogadas, ou seja, a baixa pressão da entrada da bomba não é suficiente para realizar a sucção do fluido.
As bombas rotativas são empregadas para deslocar líquidos com qualquer viscosidade e sólidos, desde que não sejam abrasivos. São essencialmente utilizadas no bombeamento de óleos, graxas melados e tintas. A Figura 03 mostra o funcionamento de uma bomba rotativa de engrenagem externa
A Figura 04 mostra curvas de desempenho de uma bomba rotativa de engrenagem externa. Esta pode ser utilizada para o cálculo de velocidade e potência da bomba. Como exemplo faremos estes cálculos para uma vazão de 90 gal/min e 200 psi.
Utilizando-se a Figura 04 e tomando como base o valor da vazão e da pressão, encontramos que a capacidade da bomba deve-se situar entre 400 e 600 rpm. Fazendo a interpolação (não é linear conforme pode ser observado pela diferença entre 200 e 400 rpm), obtém-se 450 rpm. Utilizando-se as curvas de potência encontradas na parte inferior do gráfico e interpolando para 450, encontramos que uma potência de 21 HP é suficiente para obter-se a pressão de 200 psi.
BOMBAS CENTRÍFUGAS
Dentre todas, as bombas centrífugas, Figura 05, são as mais utilizadas na indústria por razões tais como : simplicidade de modelo, pequeno custo inicial, manutenção barata e flexibilidade de operação. Este tipo pode operar em amplas faixas de pressão e vazão.
O seu funcionamento, ilustrado na Figura 06, é fundamentado na força centrífuga imprimida ao fluido quando é lançado do centro do rotor à ponta das palhetas 6 propulsoras, aumentando a sua energia cinética que é transformada em pressão quando o fluido sai do impulsor e entra na voluta ou difusor.
Conforme pode ser observado na Figura 6, a carcaça de uma bomba centrífuga pode ser circular, de uma forma anular que inclui um difusor ou em forma de caracol (voluta). O rotor é o coração da bomba, é a peça mais importante. Ele pode ser aberto, fechado ou semi-fechado. O primeiro deles, é empregado para líquidos viscosos ou com partículas sólidas em suspensão. O rotor semi-aberto tem uso praticamente igual ao do aberto, enquanto o fechado só é empregado para líquidos límpidos. As pás são posicionadas na posição inversa ao do escoamento.A descrição do funcionamento da bomba acima é para as que tem escoamento puramente radial. Existe ainda as bombas turbina, que têm palhetas pequenas e operam a alta velocidade, promovendo vazões moderadas com pressões relativamente altas, onde há um escoamento misto radial e axial. As bombas de escoamento axial e compressores possuem rotores com várias palhetas com grandes vazões e pressão do fluido relativamente baixa, com escoamento puramente axial.
As bombas centrífugas podem ser configuradas para bombear líquidos especiais, como ácidos em que o rotor e a carcaça possuem uma proteção especial.
Texto retirado de artigo da Universidade de Pernambuco, Autores: Prof. Maurício A. da Motta Sobrinho, Prof. Valdemir Alexandre dos Santos no ano de 1998.
