Regimes de Escoamento, Bombas e Turbinas: Conceitos Chave

Regime de Escoamento

O escoamento pode ser classificado de acordo com a velocidade do som, sendo classificados como: sônico (mesma velocidade do som), subsônico (abaixo da velocidade do som) e supersônico (acima da velocidade do som).

Comportamento do Escoamento

• Escoamento Subsônico: Quando a área aumenta, a velocidade decresce e a pressão aumenta. O contrário também ocorre. Para um aumento da velocidade é necessária uma diminuição da pressão.
• Escoamento Supersônico: A velocidade cresce quando a área aumenta. O decréscimo de área acelera um escoamento subsônico e desacelera um supersônico.

Bombas

Componentes e Princípios

• Dentre os componentes rotativos das bombas, pode-se citar: rotor, acoplamentos e anéis de desgaste.
• Uma instalação de bombeamento de água típica é composta de: reservatório de sucção, válvula de pé com crivo, tubulação de sucção, redução excêntrica, bomba centrífuga, válvula unidirecional ou de portinhola, válvula de gaveta, tubulação de recalque e reservatório de recalque.
• O fluido é pressurizado pelo rotor da bomba centrífuga através dos princípios da equação de Bernoulli e da força centrífuga.
• Para aumentar a eficiência da bomba, é muito utilizado modificar o diâmetro do rotor, reduzindo-o através de torneamento.

Cavitação em Bombas

• Uma instalação de bombeamento que apresenta a altura de instalação correta, mas o diâmetro da tubulação de sucção menor do que o especificado, gerando um NPSH disponível menor do que o requerido, pode ocorrer cavitação.
• O fenômeno da cavitação pode ocorrer em bombas centrífugas, afetando seu desempenho quando a pressão do fluido em movimento diminui e alcança a sua pressão de vapor.

Exemplos de Bombas

Bombas Alternativas

• Pistão
• Diafragma
• Êmbolo

Bombas Rotativas

• Engrenagens
• Palhetas
• Parafuso
• Lóbulos

Turbinas

A sua função, resumidamente, é retirar a energia do fluido (como a energia potencial de uma queda d’água) e utilizar essa energia para colocar em funcionamento outro dispositivo, realizando a transformação de uma energia em outra, como a cinética.

Tipos de Turbinas

• Turbina Francis: No rotor, o fluido entra radialmente por meio de uma caixa espiral e sai axialmente. A pressão do fluido diminui entre a entrada e a saída do rotor.
• Turbina Hélice: O fluido entra e sai axialmente no rotor. São apropriadas para baixas quedas e altas descargas.
• Turbina Pelton: A pressão do fluido permanece constante entre a entrada e saída do rotor. São apropriadas para altas quedas e baixas vazões.