Entendendo a bomba centrífuga

Na indústria atual, as bombas centrífugas são um dos tipos mais usados. É usado para transportar fluido pela conversão da energia cinética rotacional em energia hidrodinâmica do fluxo de fluido. Essa energia normalmente vem de um motor ou motor elétrico.

Hoje você conhecerá a definição, funções, aplicações, componentes, classificações, tipos, histórico, diagrama e como funciona a bomba centrífuga. Você também conhecerá as vantagens e desvantagens, bem como os fatores a serem considerados ao selecionar uma bomba centrífuga.

O que é uma bomba centrífuga?

Assim como mencionado na introdução, uma bomba centrífuga é um dispositivo mecânico projetado para mover ou transportar fluido por meio da transferência de energia rotacional de um ou mais rotores acionados conhecidos como impulsores.

As bombas centrífugas são uma subclasse de turbomáquinas de absorção de trabalho axissimétricas dinâmicas. O fluido entra no rotor giratório ao longo de seu eixo e é expelido pela força centrífuga ao longo de sua circunferência através das pontas das palhetas do rotor. A eficácia do impulsor aumenta a velocidade e a pressão do fluido que também o direciona para a saída da bomba.

No projeto de uma bomba centrífuga, a carcaça é capaz de restringir o fluido da entrada da bomba. Ele irá direcioná-lo para o impulsor e, em seguida, desacelerar e controlar o fluido antes de descarregar.

A primeira máquina considerada uma bomba centrífuga foi projetada para levantar lama. Apareceu no início de 1475 em um tratado do engenheiro renascentista italiano. A verdadeira bomba centrífuga foi desenvolvida no final do século 17 ^th século quando Denis Papin construiu um usando palhetas retas. Em 1851, John Appold, inventor britânico, introduziu a versão de palhetas curvas. Esta é uma breve história de uma bomba centrífuga.

A função de uma bomba centrífuga é especificada para vazões mais altas e bombeamento de líquidos de baixa viscosidade. Ele faz isso até 0,1 cP. na maioria dos produtos químicos

Aplicações da bomba centrífuga

Na maioria das fábricas de produtos químicos, 90% das bombas utilizadas são bombas centrífugas. Embora haja uma série de aplicações para as quais as bombas de deslocamento positivo são preferidas. Abaixo estão algumas aplicações de bombas centrífugas.

1. A bomba centrífuga é frequentemente usada em fábricas de petróleo e energia. É usado para bombear petróleo bruto, lama, lama, etc. Também é usado por refinarias e usinas de geração de energia.
2. A indústria de proteção contra incêndio também faz bom uso desta bomba em aquecimento e ventilação, aplicações de alimentação de caldeiras. é usado em aumento de pressão e sistemas de sprinklers de proteção contra incêndio.
3. As aplicações de uma bomba centrífuga são vastas no gerenciamento de resíduos, agricultura e manufatura. Plantas de processamento de águas residuais, indústria municipal, drenagem, processamento de gás, irrigação e proteção contra inundações.
4. As indústrias farmacêutica, química e alimentícia também usaram esta bomba. Atua em tintas, hidrocarbonetos, petroquímica, refino de açúcar, produção de alimentos e bebidas, celulose.
5. Finalmente, várias indústrias, incluindo manufatura, industrial, química, farmacêutica, produção de alimentos, aeroespacial, etc., fazem uso de bombas centrífugas para fins de criogenia e refrigerantes.

Principais componentes da bomba centrífuga

Abaixo estão os principais componentes de uma bomba centrífuga.

Impulsor

O diagrama abaixo mostra um diagrama completo de diferentes rotores, incluindo rotor aberto, semifechado e fechado. É uma roda ou rotor que é projetado com uma série de lâminas ou palhetas curvadas para trás. Ele é montado em um eixo que é alimentado por uma fonte externa de energia. Esta fonte externa transmite a energia líquida ao impulsor que, assim, o faz girar.

Revestimento

A carcaça é outra parte importante de uma bomba centrífuga. É um tubo que é conectado na extremidade superior à entrada da bomba em direção ao centro do impulsor. Essa parte também é conhecida como olho. Na bomba de reação de extremidade dupla, dois tubos de sucção são conectados ao olho de ambos os lados. O líquido é levantado pela extremidade inferior à medida que é mergulhado nele. Esta extremidade inferior é encaixada na válvula de pé e no filtro. Os três tipos de carcaça comumente usados ​​em bombas centrífugas são carcaça voluta, carcaça vórtice e carcaça com lâminas guia.

Tubo de entrega

Um tubo de entrega é montado na extremidade inferior da saída da bomba. Ele fornece o líquido para a altura necessária. Existe uma válvula perto da saída da bomba no tubo de entrega. Esta válvula controla o fluxo da bomba para o tubo de entrega.

Tubo de sucção com válvula de pé e filtro

O tubo de sucção é conectado à entrada do impulsor enquanto a outra extremidade é mergulhada na fonte de líquido. No final do tubo, há uma válvula de pé e um filtro. Esta válvula de pé é uma válvula unidirecional que abre para cima. O filtro é usado para filtrar as partículas indesejadas presentes no líquido para evitar o bloqueio da bomba centrífuga.

Diagrama da bomba centrífuga:

Classificações e tipos de bomba centrífuga

Abaixo estão as classificações de bomba centrífuga e seus tipos:

Classificação com base em vários impulsores na bomba:

1. Bomba de estágio único
2. Bomba de dois estágios
3. Bomba de vários estágios

Com base na orientação do case-split:

1. Bomba dividida axial
2. Bomba de divisão radial

Com base no tipo de projeto do impulsor

1. Bomba de sucção única
2. Bomba de sucção dupla

Com base no tipo de voluta

1. Bomba de voluta única
2. Bomba dupla voluta

Com base em onde o suporte do rolamento

1. Sobrepor
2. Entre-rolamento

Com base na orientação do eixo

1. Bomba horizontal
2. Bomba vertical

Com base na conformidade básica com os padrões do setor

1. Bomba ANSI – (American National Standards Institute)
2. Bomba de API  – (American Petroleum Institute)
3. Bomba DIN – especificações DIN 24256
4. Bomba ISO – especificações ISO 2858, 5199
5. Bomba nuclear – especificações ASME (American Society of Mechanical Engineers)

Princípio de funcionamento

Assim como mencionado anteriormente, as bombas centrífugas são usadas para induzir o fluxo ou elevar o líquido de baixo para alto nível. Seu funcionamento é muito simples e pode ser facilmente entendido porque possui um mecanismo muito simples. A bomba centrífuga converte energia rotacional que muitas vezes obtém sua energia do motor. Esta energia é então usada para mover o fluido.

Existem duas partes importantes na bomba centrífuga responsáveis ​​pela conversão de energia. Essas peças são o impulsor e a carcaça. O impulsor foi explicado anteriormente como uma parte rotativa da bomba e a passagem hermética ao redor do impulsor.

No funcionamento de uma bomba centrífuga, o fluido entra na carcaça e depois cai nas pás do impulsor. O fluido cai no olho do impulsor. O impulsor é girado tangencialmente e radialmente para fora até deixar o impulsor para a parte difusora da carcaça. À medida que o fluido passa pelo impulsor, ele ganha pressão e velocidade.

Assista ao vídeo abaixo para saber mais sobre o funcionamento da bomba centrífuga:

Fatores que podem afetar o desempenho de uma bomba centrífuga

A seguir estão os fatores que podem afetar o desempenho de uma bomba centrífuga. Esses fatores devem ser considerados ao selecionar ou escolher uma bomba centrífuga.

viscosidade do fluido de trabalho:

Isso pode ser definido como resistência ao cisalhamento quando a energia é aplicada. Geralmente, as bombas centrífugas são adequadas para fluidos de baixa viscosidade porque a ação de bombeamento cria alto cisalhamento do líquido.

Cabeça de sucção positiva líquida (NPSH) e cavitação:

O termo NPSH refere-se à pressão de um fluido no lado de sucção de uma bomba. Isso ajuda a determinar se a pressão é alta o suficiente para evitar a cavitação. A cavitação é a formação de bolhas ou cavidades em um líquido, que são desenvolvidas em áreas de pressão relativamente baixa ao redor de um impulsor. Isso pode causar sérios danos ao impulsor e levar a taxas de fluxo/pressão reduzidas. A altura de sucção positiva líquida disponível (NPSHA) deve ser maior que a altura de sucção positiva líquida necessária (NPSHR) da bomba.

Pressão de vapor do fluido de trabalho:

A palavra pressão de vapor do fluido de trabalho significa a pressão a uma dada temperatura. Essa é a pressão na qual um fluido se transformará em vapor. Isso deve ser determinado para que a cavitação seja evitada. Além disso, os danos nos rolamentos são causados ​​pelo funcionamento a seco quando o fluido evaporou.

Temperatura e pressão de operação:

Este é outro fator a ser considerado na operação de bombeamento. Por exemplo, bombeamento de alta temperatura pode exigir juntas, vedações e projetos de montagem especiais. Além disso, um invólucro de retenção de pressão projetado adequadamente pode ser necessário para condições de alta pressão.

Densidade específica e gravidade do fluido de trabalho:

A densidade de um fluido é determinada pela sua massa por unidade de volume. Assim, a massa de um fluido por unidade de volume e a gravidade de um fluido é a razão entre a densidade de um fluido e a densidade da água. Isso afeta diretamente a potência de entrada necessária para bombear um determinado líquido. Quando uma bomba centrífuga for usada com um fluido que não seja água, deve-se considerar a densidade específica e a gravidade. Isso ocorre porque o peso afeta diretamente a quantidade de trabalho realizado pela bomba.

Vantagens e desvantagens da bomba centrífuga

Vantagens:

Abaixo estão os benefícios das bombas centrífugas em suas diversas aplicações.

• Bombas centrífugas funcionam bem com grandes volumes de transferência de fluido – é por isso que são frequentemente usadas para transferir água, produtos químicos e combustíveis leves. Isso ocorre porque muitas vezes uma grande quantia é transferida.
• Simplicidade no design, funcionamento e mecanismo. A bomba centrífuga não requer válvula e pistão e suas partes móveis são mínimas.
• As bombas centrífugas são comparativamente compactas. com este conceito, a bomba não ocupa muito espaço. Acho que essa é uma das razões pelas quais a bomba centrífuga é amplamente utilizada.

Desvantagens:

Apesar das grandes vantagens das bombas centrífugas, ainda ocorrem algumas limitações. abaixo estão as desvantagens das bombas centrífugas em suas diversas aplicações.

• A altura de sucção positiva líquida (NPSH) do sistema é muito baixa. Isso é conhecido como cavitação.
• Desgaste do impulsor, que pode ser agravado por sólidos em suspensão.
• As propriedades do fluido podem causar corrosão dentro da bomba.
• Uma taxa de fluxo baixa causará superaquecimento.
• Vazamento ao longo do eixo rotativo.
• A bomba centrífuga deve ser preenchida com fluido para ser uma bomba para operar; caso contrário, ocorre falta de primo.
• O fluido viscoso não pode ser usado
• Surge
• Para uma aplicação de altura manométrica muito alta, uma bomba centrífuga não é adequada.

Conclusão

A bomba centrífuga é uma ótima bomba que é amplamente utilizada hoje, oferece uma variedade de vantagens, embora algumas limitações ainda apareçam. No entanto, a bomba ainda é a melhor escolha para bombeamento em vários campos. funciona usando carcaça e impulsor. Neste artigo, examinamos a definição, aplicações, função, componentes, classificações e tipos de bombas centrífugas. Também examinamos os fatores a serem considerados antes de escolher esta bomba. As vantagens e desvantagens da bomba centrífuga também foram discutidas.

Espero que você tenha aprendido muito com este post, se sim, compartilhe com outros estudantes técnicos. Obrigado por ler! Vejo você na próxima vez.