BOMBAS HIDRÁULICAS

BOMBAS HIDRAULICAS

As bombas hidráulicas tem por finalidade promover o transporte de líquidos ou outro fluido, de uma zona de baixa pressão para outra de mesma pressão ou maior pressão, comunicando ao liquido a ser bombeado uma energia cinética e elevando a pressão.

É normal o pessoal técnico, dizer, vou calcular ou calculei uma bomba, na verdade quem calcula a bomba é o fabricante, o pessoal de projeto faz a escolha da bomba. Porém para escolher uma bomba, não é fácil, requer muita experiência, bem como realizar as etapas que se segue:

a)     Estabelecer as condições de processo

b)    Estabelecer o tipo de bomba que atenda as necessidades do processo.

c)     Escolher os materiais em conformidade com o fluido a ser bombeado.

d)    Determinar as características construtivas, neste caso o melhor é consultar o pessoal da manutenção.

e)     Elaborar a FD Folha de Dados e especificações gerais.

f)      Preparar a listagem de prováveis fornecedores.

g)     Enviar as propostas de consulta

h)    Analisar os desenhos dimensionais e as curvas de rendimento.

i)       Acompanhar a fabricação e testes.

CONDIÇÕES DO PROCESSO

Basicamente as condições e processo que devem ser consideradas na escolha de uma bomba são:

LIQUIDO A SER BOMBEADO

a)     Composição química do fluido

b)    pH

c)     densidade

d)    viscosidade

e)     pressão de vapor

f)      temperatura de bombeamento

g)     sólidos

h)    abrasivos e outros

                                                                              

CONDIÇÕES DE BOMBEAMENTO

a)     vazão máxima, mínima e de projeto.

b)    Pressões de, sucção, de descarga e AMT= altura manométrica total.

c)     NPSH disponível, se possível encaminhar ao fornecedor copia do layout da instalação da bomba, em planta e corte, para atender as condições b e c.

Porém por variados motivos, acontece que as bombas tem que ser adquiridas antes do projeto de tubulação estar pronto e em alguns casos nem iniciados. E é ai que a experiência é chamada, e na maioria dos casos com acerto estima-se a AMT e o NPSH com base nas informações em disponibilidade. Quando o projeto já definido e a bomba adquirida, recalcula-se os dados mencionados para comparar com os dados estimados anteriormente. Caso tenham divergências consulta-se o fornecedor para estabelecer as modificações, bem como manter a garantia de fornecimento. Na grande maioria dos casos a bomba inicialmente adquirida atende as condições sem necessidade de alterações.

ESCOLHER O TIPO DE BOMBA

No mercado existe uma gama de variedade  de bombas, e o aluno pode buscar nas publicações existentes caso queira se aprofundar no  assunto. Aqui limitarmos a apresentar de modo rápido as bombas mais empregadas no processo industrial.

BOMBAS CENTRIFUGAS

As mais usuais na indústria e apresentam uma grande subdivisão na forma construtiva.

BOMBAS ROTATIVAS

As principais são utilizadas para bombeamento de fluidos pastosos ou viscosos, chamadas de bomba de parafuso ou mono.

As utilizadas para bombeamento de óleo, são chamadas de engrenagem.

BOMBAS ALTERNATIVAS

As bombas alternativas, também apresentam uma grande gama de subdivisão, na utilização e forma construtiva.

NORMAS

As empresas brasileiras fabricantes de bombas, mantem uma estrutura para atender as exigências do mercado envolvendo alta tecnologia.

ANSI B.73.1, atende as necessidades de médios serviços.

API 610, bombas utilizadas para serviços pesados.

ABNT NBR 7878/83

ABNT NBR 8882/85 inspeção final de bombas centrifugas.

ABNT NBR 9173/85 inspeção de desmontagem de bombas centrifugas.

ABNT NBR 6445/80 turbinas hidráulicas.

ABNT NBR6397/80 ensaios em bombas hidráulicas de fluxo.

ABNT NBR 6400/80 ensaios de cavitação.

ABNT NBR7879/83 classes segundo o material empregado.

18.3.0 CONSIDERAÇÕES PARA ARRANJOS DE BOMBAS

Quando o arranjo de bombas for tipo em série, é mantida a vazão individual e admite-se a somatória das alturas manométricas.

Em casos de arranjo de bombas for do tipo paralelo, admite-se a somatória das vazões desde que não se altere a altura manométrica.

Em qualquer projeto verificamos sempre, sérios problemas com sucção de bombas, e, para amenizar estes problemas devemos observar o que se segue.

18.3.1 Verificar folha de dados desenho dimensional e notas em fluxograma

Para ver se existem notas com restrições relacionadas com o processo

Locação relativa vaso/bomba, cota de níveis, encaminhamento mais curto, acidentes na tubulação.

As bitolas das linhas sempre devem ser aquelas apresentadas nos fluxogramas

Energia Positiva de Sucção (NPSH = Net Positive Suction Head)trabalhar afogada, NSPH disponível e o requerido pela bomba

18.3.2 Posição a redução junto ao bocal de sucção

Para tubulações dentro de canaletas observar sempre que poderá haver formação de bolsões de gases mais pesados que ao ar

Conforme API= American Petroleum Institute, a área fica com classificação mais rigorosa

Montar sempre a face reta da redução para cima, assim evitando bolsa de ar que poderá criar a cavitação na bomba

O DN do bocal a bomba é sempre menor ou igual o DN da linha de sucção ou de recalque

18.3.3 Altura de operação das válvulas

Para fluidos muito viscosos não necessário a instalação de válvulas de retenção, pois depois que abrem não vão fechar e assim acarretando perda de carga muito alta

18.3.4 Posição de drenos e PI’s na sucção e descarga

Os pontos de tomadas para pressão (manômetro) devem estar entre a bomba e a válvula de retenção e a redução eve estar o mais próxima do bocal da bomba

Sempre que a bitola da válvula de bloqueio permitir o dreno da linha deve estar na própria válvula

Para facilitar o alinhamento as bombas, as válvulas devem ficar o mais próxima das mesmas

18.3.5 Altura de bases para bombas

No dimensionamento da base da bomba o projetista adota a dimensão base da bomba mais 100 mm de base em concreto, assim pode o projetista fazer o arranjo independente da civil

Quando tivermos  bombas paralelas, nunca deixar espaço menor que 900 mm entre elas

18.3.6 Altura da linha de sucção para retirada do elemento filtrante

18.3.7 Arranjo flexível consolidado com Stress

Para fazer o arranjo preliminar de instalação devemos utilizar a folha de dados, catálogos de bombas similares. O arranjo definitivo deve ser feito após a compra ou proposta consolidada para tal o projetista deve solicitar o desenho dimensional do fabricante da bomba.

Devemos sempre ficar atento para o tipo de produto que será bombeado.

Localização da instalação dependendo do local teremos arranjos de características diferentes

Devemos levar em consideração, o ponto de vista do solo, trechos mais curto possível, acidentes, instalar as bombas fora de diques de contenção (segurança pessoal e patrimonial) equipamentos elétricos de acordo com a classificação da área

Elementos para proteção da bomba, tais como filtros, devem se previstos pois nem sempre aparecem nos fluxogramas

18.3.8 Ver os requisitos para NPSH

18.3.9 Verificar comprimento reto nas sucções de bombas top-top

18.3.10 Verificar sistema de selagem de bombas e drenos

18.3.11 Suportação das tubulações sem comprometer a operação e manutenção

Deve-se fazer um arranjo que não seja muito rígido , pois os esforços em bocais de maquinas não devem ser muito altos

Procurar sempre estudar o arranjo conjuntamente com um Analista de Stress

18.3.12 Verificar comprimentos retos na sucção de bombas horizontais tipo alta vazão ( dupla voluta) usadas em torres de resfriamento

Em torres de resfriamento, os trechos devem ser bastante curtos e retos, pois os DN são bastante grande

Como temos recalque diferencial, temos que utilizar juntas, que permitem absolver uma deflexão de até 4°

18.3.13 A rotação de um motor é expressa em RPM, e ele é encontrado através da simples formula a seguir.

RPM = 120 x ciclagem

                Nº de polos

O AUMENTO OU A REDUÇÃO DO RPM DO MOTOR DE UMA BOMBA IMPLICA EM:

Q 1     =  RPM      =  litros/segundo

Q2          RPM

H1   =     RPM²    =  HP

H2          RPM²

P1   =     RPM³    = m

P2          RPM³

Exemplo: uma bomba com 20HP, vazão de 40l/seg e altura manométrica de 30m, trabalhando com 1.750 rpm, o que acontece se alterarmos a velocidade para 1.450 rpm.

                   1.450

Q2 = 40 x 1.750   = Q = 33 l/seg

                               2

H2 = 30 x  1.450  = HP = 11,4

                   1.750

                              3

P2 = 20 x  1.450  = AM = 20,5

                   1.750

MANOMETRO , modelo de uma especificação técnica.

MANOMETRO

TAG’S Nº       ESCALA bar     PRESSÃO DE OPERAÇÃO bar   SERVIÇO

                         0.........10                              3                            na linha nº......

CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO:

Serviço                                                            Indicação de pressão

Fluido                                                              agua industrial

Tipo                                                                 indicador

Montagem                                                     tubulação

Escala                                                              0  a 10 bar

Diâmetro do mostrador                               100 mm

Material da caixa                                           aço estampado

Elemento sensor                                          Bourdon

Material do sensor                                      AISI 316

Material da conexão                                   Latão

Conexão                                                        DN ¼”. NPT.M

Posição da conexão                                    vertical

Mecanismo                                                   AISI316, partes em atrito

                                                                        Revestida em teflon.

PRESSOSTATO, modelo de uma especificação técnica.

PRESSOSTATO

TAG’S          FAIXA DE PRESSÃO     AJUSTE PARA      SERVIÇO

                                                                  Bar eff           na linha nº

CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO

Serviço                                                  indicação e fechamento a válvula

                                                               pneumática, quando a pressão da

                                                               linha for maior que o necessário ao

                                                               processo

Tipo                                                       diferencial não ajustável

Sensor                                                   membrana de aço inox

Micro switch                                        sensível

Atuações por minuto                         10 a 20

Grau de proteção                                IP-65

Material o corpo                                 alumínio

Alimentação                                        24 vca (tipo ôhmica)

Sinalização                                          elétrica

Precisão                                               0,5 a 1% em toda a faixa

Tempo de resposta                            650 mil-seg máximo

Linearidade                                          melhor que 1%

Fluido                                                    agua

Temperatura                                       ambiente a 45ºC

Conexões                                             saía elétrica dn 3/8” c/ prensa cabo

                                                              entrada de pressão DN ¼” NPT.F

BOMBA   modelo de uma especificação técnica.

BOMBA

Equipamento: Bomba Centrifuga Horizontal

Quantidade: 02 (duas)                       TAG’S nº BSL – C1  e BSL –C2

Fabricante :                                          Modelo:

CONDIÇÕES DE SERVIÇO

Liquido a ser bombeado:  água

Temperatura                   : ambiente

Densidade                        : 1.000Kgf/m³

Viscosidade                      : 1.0 cp

Vazão de projeto            : 160m³/h

Pressão de sucção          : afogada

Pressão de recalque      : 1,47 bar eff

Altura manométrica total: 16m.c.a

PERFORMANCE

NPSH disponível   :

NPSH requerido   : 2,2 m.c.a

Nº de estágio        : 1

Velocidade            : 1.750 rpm

Rendimento          : 72%

Potencia consumida : 7,5cv

AMT máxima para rotor de projeto : 25,1 m.c.a

CARACTERISTICAS

Montagem  : linha de centro

Construção : horizontal bi-partida ( posição normal)

Rotor :tubular tipo K com balanceamento estático e dinamico

Conexões : sucção DN 5” ANSI B.16.1, 125# FLG.FP, axial

                     recalque DN4” ANSI B.16.1,125# FLG FP vertical

Diâmetro do rotor : projeto 230mm máximo 230mm

Base : chapa dobrada, fornecida com chumbadores tipo rápido

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

Carcaça : GG20

Eixo        : SAE 1045

Rotor      : GG20

Gaxeta    : amianto grafitado

Anéis       : GG20

Base        : SAE 1020

Chumbaores : inox

MOTOR ELÉTRICO

Fabricante:

Carcaça nº

Tensão : 380 v

Potência :10cv

Numero de polos: IV

Tipo : TFVE

Isolamento : B

Blindagem : IP54

Forma construtiva : B3E

Acionamento direto, através e acoplamento elástico, com protetor padrão fabricante, acoplado ao motor elétrico.

PINTURA

Base: duas demãos e primer e zarcão espessura mínima 75 microns

Acabamento : duas demãos de esmalte sintético, na cor cinza claro

                          Espessura mínima 75 microns.

OBSERVAÇÃO: fazer data sheet com todas as dimensões do layout da instalação da bomba em relação ao fluido armazenado e anexar na proposta.