Tipos de Bombas e Turbinas: Funcionamento e Aplicações

1. Tipos de Bombas Rotativas e Suas Características

Bomba de Engrenagem

Essa bomba rotativa de deslocamento positivo consiste em uma carcaça com orifícios de entrada e de saída, e de um mecanismo de bombeamento composto por duas engrenagens. Uma dessas engrenagens é a motora, responsável por transmitir potência, e a outra é a engrenagem movida. O fluido entra nessa bomba devido ao vácuo criado pelo desengrenamento dos dentes. Depois, ele é conduzido para o espaço existente entre os dentes e a carcaça (como se fosse uma câmara). Ao sair dessa câmara, o fluido é forçado para a abertura de saída quando os dentes se engrenam novamente.

Vantagens:

• Eficiente e com projeto simples.
• Compacta e leve para sua capacidade.
• Resistente aos efeitos de cavitação.

Desvantagens:

• Não gera uma grande vazão.

Bomba de Palheta

À medida que o rotor é girado, as palhetas móveis são expulsas pela ação da força centrífuga, mantendo sempre contato com o anel externo fixo. Com isso, são criadas câmaras de tamanhos diferentes dentro da bomba (tamanho menor para as palhetas próximas ao anel e tamanho maior para as palhetas longe do anel). O fluido entra onde as câmaras são maiores. À medida que as palhetas rodam e retraem, as câmaras ficam cada vez menores. Ao chegar na saída, as câmaras estarão tão pequenas que isso acaba forçando o fluido a sair pela abertura de saída devido à maior pressão.

Vantagens:

• Baixo nível de ruído.
• Grande tolerância à contaminação do sistema.

Desvantagens:

• Muito complexa.
• Usualmente para alta pressão.
• Não funciona com fluidos de alta viscosidade.

Bomba de Pistão

Uma bomba de pistão axial é uma bomba de deslocamento positivo que possui um número de pistões em uma disposição circular dentro de um bloco de cilindros. O fluido é deslocado pela subida e descida desses pistões.

Vantagens:

• Baixo nível de ruído.
• Compensação de pressão.
• Compensação remota de pressão.
• Sensoriamento de carga.
• Baixa pressão de alívio.

Bombas Centrífugas

São bombas que proporcionam energia de pressão através de um rotor que transmite energia ao fluido por meio da força centrífuga. Diferentemente das bombas de deslocamento positivo, não há um volume confinado nas turbobombas. Elas não conseguem bombear líquidos muito viscosos nem trabalhar com altas pressões com grande eficiência.

2. Turbinas de Ação e Reação: Definição e Funcionamento

Turbina de Ação

A turbina de ação utiliza canais para desviar o fluxo do fluido, convertendo sua energia mecânica em energia cinética da turbina.

Turbina de Reação

A turbina de reação converte a energia do fluido (pressão em cinética) utilizando canais entre as pás do rotor que atuam como injetores, causando uma redução da energia de pressão do fluido ao passar pelo rotor.

3. Bomba Axial: Vantagens e Desvantagens

Bomba Axial (ou Helicoidal)

Nesse tipo de bomba, o escoamento se desenvolve de forma paralela ao eixo. São especificadas para grandes vazões (dezenas de m³/s) e médias alturas (até 40 m).

Vantagens:

• Bombeamento de diversos fluidos.
• Utilizadas para grandes vazões.

Desvantagens:

• Baixas elevações (pequenas alturas).
• Custos elevados.

4. Máquinas Motrizes e Geratrizes: Conceitos Fundamentais

Máquinas Motrizes

São aquelas em que a energia de pressão é convertida em energia cinética para, posteriormente, ser convertida em energia mecânica. Exemplo: turbinas hidráulicas.

Máquinas Geratrizes

Convertem a energia mecânica em energia cinética e, posteriormente, em energia de pressão. Exemplo: bombas.

5. Bomba Afogada e Bomba Submersa: Vantagens

Uma bomba afogada é aquela localizada abaixo do nível do reservatório de aspiração. Já as bombas submersas têm a característica de estarem imersas no próprio reservatório.

Vantagens da Bomba Afogada:

• Menor energia gasta na sucção, pois o nível do reservatório e a gravidade auxiliam nesse processo.
• Em alguns casos, a gravidade pode até iniciar a aspiração.

Vantagens da Bomba Submersa:

• Maior facilidade de bombeamento em locais de difícil acesso, como em escavações.

Desvantagens da Bomba Submersa:

• Apresentam dificuldades de manutenção, justamente por estarem submersas.