Sistemas Fluidomecnicos

Sistemas Fluidomecnicos

Conjunto formado por mquinas e/ou dispositivos cuja funo extrair ou adicionar energia de/para um fluido de trabalho.

O fluido de trabalho pode estar confinado entre as fronteiras do sistema formado pelo conjunto de mquinas e dispositivos, ou escoar atravs destas fronteiras (o que, para nossa anlise, caracteriza um volume de controle na perspectiva da termodinmica ou da mecnica dos fluidos).

Constituem os sistemas fluidomecnicos:

as mquinas de fluido, e

os sistemas hidrulicos e pneumticos.

As mquinas, nesta disciplina, so entendidas como transformadores de energia. So constitudas de um motor e um gerador, normalmente acoplados atravs de um eixo. O motor acionado por uma certa modalidade de energia, transforma-a em trabalho, que transmitido, atravs do eixo, ao gerador. Este, por seu lado, transforma-o na modalidade final de energia desejada. Exemplos tpicos: turbina hidrulica, bomba centrfuga, ventiladores, compressores frigorficos, bomba de ar manual, freio hidrulico de um veculo, dinammetro hidrulico.

As mquinas podem ser sub-classificadas:

mquinas de fluido: agente fornecedor ou receptor de energia no rotor um fluido em escoamento atravs das fronteiras do volume de controle;

controles hidrulicos e pneumticos: fluido confinado transmite fora, torque ou potncia.

As mquinas de fluido, por sua vez, se sub-dividem em:

mquinas de fluxo;

mquinas de deslocamentoExemplos de mquinas de fluxo:

Mquinas de Fluxo

Fluido de trabalhoDesignao

lquidoturbina hidrulica e bomba centrfuga

gs (neutro)ventilador, turbocompressor

vapor (gua, freon, etc)turbina a vapor, turbocompressor frigorfico

gs de combustoturbina a gs, motor de reao

Exemplos de mquinas de deslocamento:

Mquinas de DeslocamentoFluido de trabalhoDesignao

lquidobomba de engrenagens, de cavidade progressiva, de parafuso

gs (neutro)compressor alternativo, compressor rotativo

vapor (freon, amnia, etc)compressor alternativo, compressor rotativo

gs de combustomotor alternativo de pisto

Caractersticas PrincipaisMquinas de fluxoMquinas de deslocamento

alta rotaobaixas e mdias rotaes

potncia especfica elevada (potncia/peso)potncia especfica mdia p/ baixa (potncia/peso)

no h dispositivos com movimento alternativovrias tm dispositivos com movimento alternativo

mdias e baixas presses de trabalhoaltas e muito altas presses de trabalho

no operam eficientemente com fluidos de viscosidade elevadaadequadas para operar com fluidos de viscosidade elevada

vazo contnuana maior parte dos casos, vazo intermitente

energia cintica surge no processo de transformao de energiaenergia cintica no tem papel significativo no processo de transformao de energia

na maioria dos casos, projeto hidrodinmico e caractersticas construtivas mais complexas que as mquinas de deslocamentona maioria dos casos, projeto hidrodinmico e caractersticas construtivas mais simples que as mquinas de fluxo

Bombas Hidrulicas

Bombas so mquinas destinadas a promover o transporte de lquidos. De acordo com nossas classificaes iniciais, so mquinas de fluxo, semelhantes, em termos dos princpios operacionais, aos ventiladores e, de certa forma, s turbinas hidrulicas. As bombas promovem o deslocamento de lquidos, os ventiladores propiciam a movimentao de gases, ambos transferindo energia a estes fluidos de trabalho. As turbinas hidrulicas retiram energia do fluido de trabalho. Neste sentido, os ventiladores no deixam de ser bombas de gases. Entretanto, a designao corrente no meio profissional discrimina bombas de ventiladores, de acordo com o fluido de trabalho de cada um.

Classificao das bombas hidrulicas:

Bomba de Arquimedes (bomba de parafuso)

Arquimedes: Matemtico grego, viveu entre 298 AC e 212 AC. Considerado o maior matemtico dos tempos antigos. Inventou a catapulta e tambm a bomba mostrada na figura acima, quando estava no Egito. Arquimedes fez contribuies originais geometria, no clculo das reas de figuras planas, e no clculo das reas e volumes de superfcies curvas. Ele fez uma aproximao para o nmero Pi, entre 310/71 e 31/7. Na Mecnica Terica Arquimedes responsvel por teoremas fundamentais sobre o centro de gravidade de corpos. Tornou-se famoso tambm por ter ununciado o Princpio de Arquimedes.

Bomba de Arquimedes em uma estao de tratamento de gua.

Uma bomba de Arquimedes instalada no Japo

Esquema de instalao de bomba de Arquimedes

Detalhes de bomba de parafusos

Detalhes de bomba de parafusos

Bomba de engrenagens

Esquema de operao de bomba de engrenagens

Bomba de engrenagens internas

Bomba de lbulos

Bomba de cavidade progressiva (Mono Pump)

Esquema de operao de bomba de cavidade progressiva

Bomba de palhetas

Esquema de operao de bomba alternativa de pisto

Bomba rotativa de pistes radiais

Bombas centrfugas radiais

Descarga das bombas da Elevatria Santa Ins Sabesp, So Paulo

Detalhes do Sistema Cantareira, Sabesp, So Paulo

Casa de mquinas da elevatria Santa Ins, Sabesp, So Paulo

Rotor

Carcaa ou difusor espiral

Desenho explodido de uma bomba centrfuga radial

Montagem de rotor e difusor aspiral de bomba radial

Bomba centrfuga radial, detalhes construtivos

Bomba radial de estgios

Rotor fechado e rotor aberto de bomba centrfuga radial

Bomba centrfuga radial vertical

Bomba centrgura radial vertical

Bomba centrfuga monobloco

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