AS BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO

1. PRINCÍPIOS DE BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO

As bombas são máquinas de fluxo que têm como função de adicionar energia ao fluido para transportá-lo de um lugar para outro. A designação corrente no meio profissional discrimina bombas de ventiladores de acordo com o fluido de trabalho. As bombas promovem o deslocamento de líquidos, os ventiladores propiciam a movimentação de gases, ambos transferindo energia a estes fluidos de trabalho. Em bombas de deslocamento positivo ou volumétricas, a energia é transferida para o fluido hidrostaticamente e classificam-se como alternativas e rotativas.

Figura 01 – Classificação de bombas de deslocamento positivo

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Fonte: ADAPTADO, Sistemas Fluidomecânicos, 2010, pág. 1-9.

1. CARACTERÍSTICAS DAS BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO

Dentre as principais características das bombas de deslocamento positivo, pode-se citar: são utilizadas para baixas e médias rotações; potência específica baixa para média; várias tem dispositivo com movimento alternativo; altas e muito altas pressões de trabalho; adequadas para operar com fluidos de viscosidade elevada; na maior parte dos casos com vazão intermitente; energia cinética não tem papel significativo no processo de transformação de energia.

Uma vez que as bombas de deslocamento positivo rotativo geralmente têm grandes câmaras de trabalho que são preenchidas e esvaziadas na sobreposição, essas bombas fornecem mais uniformemente do que as bombas de deslocamento positivo oscilantes com apenas câmaras de trabalho menores. Os corpos de deslocamento rotativo significam que as bombas têm bom equilíbrio de massa e baixas vibrações mesmo quando correm a velocidades mais altas.

Para aplicações onde é desejada uma entrega pulsada, como em bombas de injeção de combustível para motores, somente as bombas de deslocamento positivo oscilantes são adequadas. As bombas de deslocamento positivo oscilantes geralmente têm um design mais complicado, porque o acionamento rotativo deve ser convertido em um movimento de curso oscilante. Isto é feito através de um mecanismo manivela, excêntrico ou de cames. Além disso, é necessária pelo menos uma válvula de controle de pressão para evitar o refluxo do fluido.

1. DIAGRAMA P-V DO PROCESSO EM BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO

Representação do processo da bomba de uma bomba de deslocamento positivo no diagrama p, V. Durante a sucção 1, o volume aumenta a baixa pressão. Empurrar 2 ocorre à medida que o volume diminui a alta pressão. A área incluída corresponde ao trabalho realizado no fluido.

Figura 02 – Diagrama p-v

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Fonte: GUNT HAMBURG, 2017.

1. TIPOS DE BOMBAS DESLOCAMENTO POSITIVO

1. Bombas alternativas

Estas bombas são empregadas para trabalhar com altas pressões. No seu movimento o êmbolo se afasta do cabeçote provocando a aspiração do fluido através de uma válvula de admissão. Na etapa de retorno o fluido é comprimido obrigando o fluido a sair pela válvula de descarga. Seu funcionamento é pulsante já que o fluido fica confinado no cilindro durante a aspiração. Estas bombas podem ter um ou vários cilindros.

Figura 03 – Bombas alternativas de deslocamento positivo

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Fonte: ADAPTADO, GUNT HAMBURG, 2017.

1. Bomba de Pistão

Na transferência hidrostática de energia, um corpo de deslocamento reduz uma câmara de trabalho cheia de fluido e bombeia o fluido para o tubo de saída. Neste caso, o corpo de deslocamento aplica uma pressão ao fluido. Quando a câmara de trabalho se expande é recarregada com o fluido do tubo.

1. Bomba de Diafragma

A diferença da bomba de diafragma para a de pistão está no elemento que transfere a energia para o fluido. Para as bombas de diafragma o elemento que transfere a energia é um diafragma enquanto na de pistão o elemento que transfere a energia é um pistão.

1. Bombas rotativas

Operam pela ação de um rotor. Diferentemente das bombas volumétricas, estas não apresentam válvulas que permitam controlar o fluido na aspiração e na descarga. Podem trabalhar com líquidos muito viscosos e com sólidos em suspensão. Podem transportar fluidos tais como graxas, óleos vegetais e minerais, melaço, tintas e vernizes, argamassas e outros. São divididas em bombas de engrenagem, lóbulos e palhetas.

Figura 04 – Bombas rotativas de deslocamento positivo

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Fonte: ADAPTADO, GUNT HAMBURG, 2017.

1. Bomba de Engrenagem

As rodas dentadas trabalham no interior da carcaça com mínima folga. O fluido confinado é deslocado pelos dentes e forçado a sair pela tubulação de descarga. Para uma determinada rotação a descarga e a pressão são praticamente constantes.

1. Bombas de Lóbulos

As bombas de lóbulos são mais apropriadas para mover e comprimir gases, sendo utilizadas para movimentar líquidos viscosos. Existe um lóbulo motor e outro livre montados ortogonalmente. A bolsa de líquido aprisionada na sucção é conduzida até o recalque.

1. Bombas de Palhetas

As bombas de palhetas deslizantes têm palhetas radiais (4 a 8) que pela ação centrífuga deslocam-se em direção a carcaça, sobre a qual deslizam. O rotor é montado excentricamente e sua velocidade é limitada a 300 rpm para mover gases sendo utilizada também para bombeamento de líquidos.

1. COMPARAÇÃO ENTRE BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO E BOMBAS CENTRÍFUGAS

O fluxo da bomba de deslocamento positivo (BDP) não é praticamente afetado pelo diferencial de pressão, ele é continuo e sem pulsações. As bombas de deslocamento positivo têm folgas internas bastante apertadas, o que minimiza a quantidade de liquido que circula dentro da bomba (escorregamento ou slip). Por esta razão, as bombas de deslocamento positivo são bastante eficientes. Essas bombas trabalham bem com uma ampla gama de viscosidades, particularmente as mais altas.

As bombas Centrífugas (BC) se diferem das bombas de deslocamento positivo no sentido que elas dependem da energia cinética ao invés de meios mecânicos para movimentar o líquido. O líquido entra na bomba pelo centro de um impelidor girante e ganha energia na medida em que se move para diâmetro externo do impelidor. As bombas centrífugas podem transferir grandes volumes de liquido, mas a eficiência e o fluxo caem rapidamente na medida em que a pressão e a viscosidade aumentam.