Sistemas de Bombeamento: Perdas, Associações e Cavitação

Perda de Carga em Sistemas de Bombeamento

Em uma tubulação de bombeamento, quanto maior o número de acessórios instalados, maior será a perda de carga durante o escoamento. Da mesma forma, quanto menor a seção transversal, maior a perda de carga.

Em uma máquina real, ocorrem diversas perdas, tais como as perdas volumétricas, hidráulicas e mecânicas. As perdas volumétricas são provenientes das folgas necessárias entre as partes rotativas e estacionárias das bombas.

Associação de Bombas

Uma associação de bombas pode ser dividida em duas classes principais: em série ou em paralelo. Considere uma instalação com uma única bomba, onde a água é forçada a circular em uma tubulação. Em comparação com a instalação de bomba única, a associação de duas bombas em série aumenta a altura manométrica (pressão) total do sistema, enquanto a vazão total permanece a mesma que a de uma única bomba (assumindo bombas idênticas e um sistema de tubulação constante).

Associação de Bombas em Paralelo

A associação de bombas em paralelo é utilizada em sistemas onde se requer aumentar a vazão e ter flexibilidade em relação à demanda, permitindo conectar ou desligar unidades em funcionamento conforme a necessidade.

Quando a vazão requerida é muito elevada, o uso de bombas em paralelo oferece, como vantagem adicional, a segurança operacional. No caso de falha de uma bomba, haveria apenas uma diminuição na vazão fornecida, e não um colapso total no fornecimento, o que ocorreria no caso de uma única bomba.

A associação em paralelo de bombas é recomendada apenas quando as bombas a serem utilizadas são idênticas, a fim de evitar correntes secundárias no sentido das bombas de maior potência para as de menor potência.

Quando se deseja que o reservatório receptor atinja seu nível máximo no menor tempo possível, o ideal é a associação das bombas em paralelo, onde a vazão obtida pela associação é igual ao dobro da vazão de uma máquina isolada (considerando bombas idênticas).

Associação de Bombas em Série

As bombas em série são utilizadas em instalações que requerem vencer grandes alturas manométricas.

São empregadas em condições de alta pressão ou quando se necessita de grandes elevações de altura manométrica.

As bombas utilizadas podem ser iguais ou diferentes.

Neste tipo de conexão, as bombas trabalham com a mesma vazão, e a altura manométrica total é a soma das alturas manométricas de cada uma das bombas.

Cavitação em Bombas Hidráulicas

No processo de bombeamento, é crucial preocupar-se com o fenômeno da cavitação. Esse fenômeno pode ocorrer se a pressão do fluido na entrada do rotor reduzir até se igualar à pressão de vapor do fluido. Se isso acontece, o fluido se torna vapor, formando bolhas que, ao colapsarem, podem deteriorar o material do qual a bomba é feita.

Para evitar a cavitação, devemos garantir que o NPSH (Net Positive Suction Head) disponível seja sempre maior que o NPSH requerido, impedindo que a pressão caia a ponto de se igualar à pressão de vapor do líquido.

Regime de Escoamento de Fluidos

O escoamento de fluidos pode ser classificado de acordo com a velocidade do som, sendo os principais regimes:

• Sônico: Ocorre quando a velocidade do fluido é igual à velocidade do som no meio.
• Subsônico: Ocorre quando a velocidade do fluido é abaixo da velocidade do som no meio.
• Supersônico: Ocorre quando a velocidade do fluido é acima da velocidade do som no meio.