UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO – UEMA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA E DE PRODUÇÃO
DISCIPLINA DE MÁQUINAS DE FLUXO
NATÁLIA DOS SANTOS SILVA – 101K208
MÁQUINAS DE FLUXO
Aplicação de turbobombas
São Luís – MA 2013
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO – UEMA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA E DE PRODUÇÃO
PROFESSOR: DIEGO
MÁQUINAS DE FLUXO
Aplicação de turbobombas
Natália dos Santos Silva – 101k208
Trabalho de pesquisa apresentado
à disciplina Máquinas de Fluxo para
obtenção de pontos complementares
referentes à mesma
São Luís – MA
2013
BOMBAS CENTRÍFUGAS
CONCEITO DE BOMBA CENTRÍFUGA
É aquela que desenvolve a transformação de energia através do
emprego de forças centrifugas. As bombas centrífugas possuem pás
cilíndricas, com geratrizes paralelas ao eixo de rotação, sendo essas pás fixadas a um disco e auma coroa circular, compondo o rotor da bomba.
PRINCIPIO E FUNCIONAMENTO
O funcionamento da bomba centrífuga baseia-se, praticamente, na criação de uma zona de baixa pressão e de uma zona de alta pressão.
Para o funcionamento, é necessário que a carcaça esteja completamente cheia de liquido e portanto, que o rotor esteja mergulhado no liquido.
Devido à rotação do rotor, comunicada por uma fonte externa de
energia (geralmente um motor elétrico), o liquido que se encontra entre as palhetas no interior do rotor é arrastado do centro para a periferia pelo
efeito da força centrífuga. Produz-se assim uma depressão interna ao rotor, o que acarreta um fluxo vindo através da conexão de sucção. O liquido
impulsionado sai do rotor pela sua periferia, em alta velocidade e é lançado na carcaça que contorna o rotor. Na carcaça grande parte da energia cinética do liquido (energia de velocidade) é transformada em energia de
pressão durante a sua trajetória para a boca de recalque. Faz-se necessária essa transformação de energia porque as
velocidades do liquido na saída do rotor, seriam prejudiciais às tubulações de recalque e também porque a energia de velocidade pode ser facilmente dissipada por choques nas conexões e peças das canalizações de recalque.
PRINCIPAIS COMPONENTES
A bomba centrifuga e constituída essencialmente de duas partes:
a) uma parte móvel: rotor solidário a um eixo (denominado conjunto girante)
b) uma parte estacionaria carcaça(com os elementos complementares: caixa de gaxetas, mancais, suportes estruturais, adaptações para
montagens etc,.).
APLICAÇÃO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS
INDÚSTRIA QUÍMICA, PETROQUÍMICA E REFINARIAS
As bombas centrífugas são usadas no bombeamento de água limpa, água do mar, condensados, óleos, lixívias, para pressões de até 216 kgf/cm
e temperaturas de até 140 ºC. Existem bombas centrifugas também de voluta, para a indústria química e petroquímica, refinarias, indústria açucareira, para água quente
até 300 ºC e pressões de até 225 kgf/cm. É o caso das bombas CZ da Sulzer-Weise. As bombas de processo podem operar com temperatura de
até 400ºC e pressões de até 245 kgf/cm(ex.: bombas MZ da Sulzer-Weise).
01ª) Uma bomba centrífuga, cuja eficiência é de 80%, possui rotor de diâmetro 20 cm e bombeia água a 1170 rpm e a uma vazão de 1500 litros
por minuto. A velocidade específica da bomba é igual a 4.5.
a) Determine a vazão resultante quando ela funcionar a 1750 rpm;
b) Determine a elevação de carga obtida a 1170 e a 1750 rpm;
c) Determine a potência de alimentação necessária a 1170 e a 1750
rpm;
1 2
ω 1170 rpm
1750 rpm
Φ 1500 l/min
?
h ? ?
Pa ? ?
Dados adicionais:
Eficiência da bomba (η) = 80 % Diâmetro do rotor (D) = 20 cm
Densidade da água (ρ) = 1000 kg/m3 Velocidade específica (ωe) = 4.5
Pelas leis de bombas
Da definição de velocidade específica
A elevação de carga também poderia ter sido calculada por meio das leis de bombas
A potência mecânica entregue pela bomba é dada por
onde Φm é a vazão mássica do fluido. Assim
Novamente pelas leis de bombas
A potência também poderia ter sido calculada pela expressão alternativa
02ª) Uma bomba centrífuga, com rotação igual a 1750rpm e curva
característica dada pela tabela a seguir, está conectada a um sistema de elevação de água que consta de duas tubulações em paralelo e dois
reservatórios. Uma tubulação de 0,10m de diâmetro, comprimento de 360m e fator de atrito f=0,015 está ligada ao reservatório com nível d’água na cota 800,00m, e a outra, de 0,15m de diâmetro, comprimento de 900m e
fator de atrito f=0,030, está ligada ao reservatório com nível d’água na cota 810,00m. O reservatório inferior tem nível d’água na cota 780,00m.
Assumindo que os fatores de atrito sejam constantes, independentes da vazão, determine:
a) Ponto de funcionamento do sistema;
b) As vazões em cada tubulação da associação;
c) A potência necessária à bomba
a) Q = 0,030 m³/s, H = 34m e η = 70%
b) Q1=0,018 m³/s Q2=0,012 m³/s Pot= (9,8 x 0,03 x 34)/0,70 = 14,28 kW (19,42 CV)
03ª) Uma bomba centrífuga impulsiona uma vazão de 2,5m³/s e adiciona
uma carga de 20m ao sistema, se a bomba opera com 85% de eficiência, determine a potência na entrada da bomba.
= 576823 W = 784 CV
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