Diferenças entre Bombas de Deslocamento Positivo e Turbobombas

1. Diferenças entre Bombas de Deslocamento Positivo e Turbobombas

Bombas de Deslocamento Positivo: São bombas que aumentam a energia de pressão do fluido a partir da descarga pulsante deste fluido. No seu movimento, o êmbolo se afasta do cabeçote, provocando a aspiração do fluido através de uma válvula de admissão. Na etapa de retorno, o fluido é comprimido, obrigando-o a sair pela válvula de descarga. Seu funcionamento é pulsante, já que o fluido fica confinado no cilindro durante a aspiração. Estas bombas podem ter um ou vários cilindros. Elas normalmente são usadas para altas pressões ou quando se deseja uma vazão constante. Essas bombas podem ser classificadas como alternativas (como a de diafragma e pistão) ou rotativas (como a de engrenagens e de palhetas).

Turbobombas (Bombas Centrífugas): São bombas que proporcionam energia de pressão através de um rotor, onde transmite energia ao fluido através da força centrífuga. Diferentemente das de deslocamento positivo, não há um volume confinado na turbobomba. Elas não conseguem bombear líquidos muito viscosos nem trabalhar com altas pressões com grande eficiência.

2. Principais Vantagens e Desvantagens das Turbobombas

Vantagens:

• Fluido é descarregado a uma pressão uniforme, sem pulsação.
• Pode bombear líquidos com sólidos.
• Pode ser acoplado diretamente a motores.
• A linha de descarga pode ser parcialmente ou completamente fechada sem danificar a bomba.

Desvantagens:

• Não servem para pressões muito altas.
• Não bombeiam líquidos muito viscosos (<40 cP).
• O intervalo de eficiência máxima é curto.
• Ar pode entrar na bomba, então precisam ser escorvadas.

3. Vantagens e Desvantagens das Turbinas Kaplan, Francis e Pelton

Pelton: Aplicada para pequenas vazões e grandes quedas (grande variação de potência sem perda de rendimento; mais fácil evitar sobrepressões; manutenção mais fácil; menor risco de abrasão). Equipamento grande.

Francis: Aplicada para médias vazões e quedas médias (menor espaço de instalação; maior velocidade de rotação; rendimentos mais altos para maiores potências; menor custo de turbina). Desgaste rápido se o fluido tiver partículas sólidas ou quando o fluido não for limpo. A escolha certa do rotor ameniza isso.

Kaplan: Aplicada para grandes vazões e pequenas quedas (Bons rendimentos em ampla gama de potência e que dá maior velocidade de rotação). Mais cara devido às pás ajustáveis e manutenção mais cara.

4. Vantagem do Rotor Geminado em Turbinas Francis

A entrada é bilateral, dividindo o fluxo em cada lado do rotor. Isso equilibra a pressão e, assim, terá melhor rendimento, equivalente a dois rotores em paralelo.

5. Função do Difusor em Bombas Centrífugas

Transformar a energia cinética dos líquidos em energia de pressão e coletar o líquido expelido do rotor e encaminhá-lo à tubulação de recalque.

6. Análise de Alturas em Sistemas de Bombeamento

Para a figura (não apresentada, mas assumindo um esquema padrão de bombeamento):

a) O que representa H_o?

H_o representa a altura estática de elevação ou desnivel geométrico. Ela é dada pela soma da altura estática de operação mais altura estática de recalque.

b) O que representa ΔH?

ΔH representa a altura relativa às perdas de carga dos equipamentos como válvulas e tubulações.

c) O que representa H_man?

H_man representa a energia necessária para que o fluido vença o desnivel geométrico (H_o), as perdas de carga do sistema (ΔH) e a diferença de pressão advinda dos reservatórios de recalque e aspiração.

d) Escreva a equação de H_man em função de outras variáveis.

H_man = H_o + ΔH + [(⁣_r - ⁣_a) / γ]. Nesse caso, ambos os reservatórios estão a pressões atmosféricas, logo ⁣_r = ⁣_a e H_man = H_o + ΔH.