Guia Abrangente sobre Bombas: Como Funcionam, Tipos e Principais Benefícios

Desde a dominação da tecnologia, um dispositivo "Bomba" foi inventado para elevar, transportar ou comprimir fluidos. Esta invenção tornou a vida fácil em nosso mundo moderno, pois agora é usada para diversos propósitos.

Neste artigo, você conhecerá a definição, diagrama, componentes, aplicações, função, classificações, especificações, tipos e como uma bomba funciona. Também aprenderá as vantagens e desvantagens de todos os tipos de bombas.

O que é uma bomba?

Uma bomba é um dispositivo mecânico que move ou transporta fluidos (líquidos ou gases). Isso funciona por ação mecânica convertida de energia elétrica em energia hidráulica. Também pode ser vista como um dispositivo que gasta energia para elevar, transportar ou comprimir fluidos.

As primeiras bombas produzidas eram usadas para elevar água, como as rodas d'água persa e romana. Como mencionado anteriormente, bombas operam por algum mecanismo (tipicamente alternativo ou rotativo). Consomem energia para realizar trabalho mecânico (movimento de fluido).

Este sistema pode ser projetado para operar através de muitas fontes de energia. Isso inclui operação manual, eletricidade, energia eólica, motores, etc. Bombas estão disponíveis em muitos tamanhos, desde o tipo microscópico usado para aplicação médica até tipos industriais grandes.

A primeira bomba foi descrita por Arquimedes no século III a.C. É por isso que é conhecida como bomba de parafuso de Arquimedes.

Opinião final sobre a definição de uma bomba. Uma bomba é uma máquina ou equipamento mecânico projetado para elevar líquido de nível baixo para alto. Pode fluir líquido de uma área de baixa pressão para uma de alta pressão. A bomba também serve como um booster em um sistema de rede de tubulação.

Se o corpo da bomba contém apenas um rotor giratório, é chamada de bomba de estágio único. Mas se um corpo contém dois ou mais rotores giratórios, é conhecida como bomba de estágio duplo ou múltiplo.

Note que uma bomba produz movimento de líquido ou fluxo: não gera pressão. O fluxo necessário para o desenvolvimento de pressão é produzido. Esta é uma função da resistência ao fluxo de fluido no sistema.

Aplicações de bomba

O uso de bombas hoje em nossa sociedade é vasto. Como dito, as primeiras aplicações incluem o uso de moinho de vento ou moinho d'água para bombear água. Hoje, bombas são especificamente projetadas para irrigação, fornecimento de gasolina, fornecimento de água, refrigeração (geralmente chamado de compressor). Também é usada para sistemas de ar condicionado, movimento químico, movimento de esgoto, controle de enchentes, etc.

Na biologia, existem diferentes tipos de bombas químicas e biomecânicas que evoluíram. Biomimética é às vezes usada no desenvolvimento de novos tipos de bombas mecânicas.

Devido às várias aplicações de bombas, elas têm diferentes formas e tamanhos: de muito grandes a muito pequenas, de manuseio de gás a manuseio de líquido, de alta pressão a baixa pressão, e finalmente de alto volume a baixo volume.

Nota: geralmente, a função de uma bomba é mover líquido ou gás. Bem, uma bomba de líquido não pode simplesmente aspirar ar, seu mecanismo de funcionamento é diferente. Isso é explicado abaixo deste post.

Abaixo estão as aplicações e função de uma bomba mecânica.

• Bombeamento de água de poços,
• Filtragem de aquário, filtragem de lago e aeração
• Indústria automotiva para resfriamento de água e injeção de combustível
• Usada para bombear petróleo e gás natural na indústria de energia
• Também para operar torres de resfriamento e outros componentes de sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado.
• Na indústria médica, bombas são usadas para processos bioquímicos no desenvolvimento e fabricação de medicamentos.
• Também é usada como substituição artificial para partes do corpo, em particular o coração artificial e prótese peniana.

Classificações de bomba

A classificação de bombas pode ser realizada de muitas maneiras; dependendo das aplicações que servem, e materiais dos quais são construídas. O transporte dos líquidos e sua orientação espacial também podem ser usados para classificar a bomba. A classificação de bomba também é feita baseada no princípio pelo qual a energia é adicionada ao fluido. Isso fez com que todos os tipos de bombas se enquadrassem em duas categorias principais: bombas dinâmicas (centrífugas) e bombas de deslocamento positivo. Isso será explicado mais adiante.

Além disso, na classificação de bomba de acordo com a forma pela qual a energia é impartida ao fluido. Os métodos básicos incluem deslocamento volumétrico, adição de energia cinética e uso de força eletromagnética.

Fluidos são deslocados mecanicamente ou pelo uso de outro fluido. Energia cinética pode ser adicionada a um fluido através da rotação de alta velocidade do fluido. Também é feito fornecendo um impulso na direção do fluxo. Classificação usando força eletromagnética, o fluido bombeado deve ser um bom condutor elétrico. Bombas usadas para transportar ou pressurizar gases são conhecidas como compressores, sopradores ou ventiladores.

Além disso, bombas cujo deslocamento é realizado mecanicamente são chamadas de bombas de deslocamento positivo. Finalmente, bombas cinéticas impartem energia cinética ao fluido através de um rotor de rotação rápida.

Componentes de bomba

Como as bombas são categorizadas em duas: bombas dinâmicas e bombas de deslocamento positivo. Abaixo estão os principais componentes dos dois tipos de bombas.

As principais partes de bombas dinâmicas ou centrífugas são rotor, corpo, tubo de recalque e tubo de sucção. Para bombas de deslocamento positivo que estão disponíveis em vários tipos, suas partes também são diferentes. Por exemplo, uma bomba de deslocamento positivo de diafragma inclui dois diafragmas, válvula de transferência, esferas ou válvula de retenção. Além disso, os tipos de engrenagem desta bomba têm partes diferentes comparados aos diafragmas.

Especificações

Como as bombas servem a diferentes propósitos, deve haver diferentes expectativas em potência (horsepower), vazão volumétrica, pressão de saída em metros (ou pés) de altura. Sucção de entrada em pés (ou metros) de sucção de altura também é outro aspecto. Esta altura pode ser simplificada como o número de pés ou metros que a bomba pode elevar ou abaixar uma coluna à pressão atmosférica.

Engenheiros usam uma quantidade denominada velocidade específica a partir de um ponto de vista de design inicial. Este termo é usado para identificar o tipo de bomba mais adequado para uma combinação particular de vazão e altura.

Em uma bomba, potência é impartida a um fluido para aumentar sua energia por unidade de volume. Então, a relação de potência é entre a conversão da energia mecânica do mecanismo da bomba e os elementos de fluido dentro da bomba. Em geral, isso é governado por uma série de equações diferenciais simultâneas, conhecidas como equações de Navier-Stokes. A equação de Bernoulli é uma equação mais simples que pode ser usada, mas relacionando apenas as diferentes energias do fluido.

Tipos de bombas

Abaixo estão os diversos tipos de bombas baseados em suas classificações: Bombas Dinâmicas e Bombas de Deslocamento Positivo.

Bombas dinâmicas

Tipos de bombas dinâmicas incluem centrífuga, centrífuga vertical, centrífuga horizontal, submersível e sistemas de hidrante de incêndio. Vamos mergulhar em suas explicações.

Bomba centrífuga:

Estes tipos de bombas são comuns em todo o mundo. Seu funcionamento é menos complexo, bem descrito e cuidadosamente testado. Bombas centrífugas são fortes, eficientes e podem ser razoavelmente baratas e fáceis de fazer. Em seu funcionamento, a pressão do fluido aumenta da entrada da bomba para sua saída. A mudança experimentada na pressão impulsionará o líquido por todo o sistema.

Nesta bomba, um motor elétrico é usado para transmitir potência mecânica ao líquido através do rotor giratório. O fluxo de líquido entra no centro do rotor e então sai junto com suas pás. A importância destes tipos de bombas é que sua potência aumenta a velocidade do fluido e também a energia, como energia cinética, pode ser alterada em força.

Bomba Centrífuga Vertical

Estes tipos de bombas também são chamadas de bombas cantilever. Usam um eixo exclusivo e são projetadas para causar o volume a cair dentro do poço, pois os mancais são externos ao poço. Um recipiente de enchimento não é usado para cobrir o eixo em uma bomba centrífuga vertical. No entanto, usa uma bucha de estrangulamento.

Bomba Centrífuga Horizontal

Os tipos horizontais de bombas centrífugas usam um mínimo de dois ou mais rotores. É amplamente usada em serviços de bombeamento devido à sua eficácia e cada estágio é fundamentalmente uma bomba divisora. Todos estes estágios estão em um abrigo similar e montados em um eixo similar. Em um eixo horizontal único, um mínimo de oito ou mais estágios podem ser montados. Em cada estágio, a altura aumenta em torno de uma quantidade igual. Bombas de múltiplos estágios também podem ser de sucção única ou dupla no primeiro rotor.

Bomba Submersível

Estes tipos de bombas também são chamadas de bombas de águas pluviais, esgoto e sépticas. As aplicações de bombas submersíveis incluem serviços prediais, domésticos, industriais e comerciais. Rural, municipal e reciclagem de água da chuva também fazem bom uso dela.

Estes tipos de bombas são adequados para transferir águas pluviais, esgoto, água subterrânea, água negra, água cinza e água da chuva. Resíduos comerciais, produtos químicos, água de poço e alimentos. Rotores diferentes como fechado, vórtice, contra-bloqueio, multi-estágio, canal único, cortador ou moedor. Dependendo das aplicações, múltiplas seleções podem ser feitas para alto fluxo, baixo fluxo, baixa altura ou até alta altura.

Sistemas de Bomba de Hidrante de Incêndio

Sistemas de bomba de hidrante de incêndio também são chamados de boosters de hidrante, bombas de incêndio e bombas de água de incêndio. Estes tipos de bombas são bombas de água de alta força com o propósito de aumentar o nível de combate a incêndio de construção aumentando a força dentro do serviço de hidrante. As aplicações deste sistema de bomba incluem irrigação, bem como transferência de água.

Bombas de deslocamento positivo

Existem também cinco tipos de bombas de deslocamento positivo que incluem diafragma, engrenagem, peristáltica, lobo e pistão. Vamos ver suas explicações!

Bomba de diafragma:

Estes tipos de sistemas de bomba são conhecidos como AOD, ou seja, Diafragmas Operados a Ar, pneumáticos e bombas AODD. Estas bombas são principalmente usadas em aplicações contínuas como plantas gerais, industriais e de mineração, etc. São particularmente empregadas onde a energia não pode ser obtida, ou em regiões instáveis e combustíveis. Bombas de diafragma também são utilizadas para fabricação de alimentos, minas de carvão subterrâneas, transferência de produtos químicos, etc.

No funcionamento desta bomba, dois diafragmas são acionados com ar comprimido. Com uma válvula de transferência, a sucção de ar é alcançada, que então aplica o ar alternadamente em direção aos dois diafragmas. Cada diafragma tem um conjunto de esferas ou válvulas de retenção.

Bombas de Engrenagem

Uma bomba de engrenagem é um tipo de bomba de deslocamento positivo rotativo. Ou seja, elas forçam uma quantidade estável de líquido para cada revolução tomada. Estes tipos de bombas movem líquido com maquinário entrando e saindo de malha para fazer um ato de bombeamento não excitante. São capazes de bombear a forças mais altas e sobressaem em bombear fluidos de alta viscosidade eficientemente.

Bombas de engrenagem não têm nenhuma válvula para causar perdas como atrito e altas velocidades do rotor. É por isso que é capaz de lidar com líquidos mais espessos como combustível e óleos lubrificantes. Embora não sejam aptas a conduzir sólidos, bem como líquidos agressivos.

Bombas Peristálticas

As bombas peristálticas também são chamadas de bombas de tubo. São um tipo de bomba de deslocamento positivo usada no processamento de químicos, alimentos e indústrias de tratamento de água. Os tipos de bomba são capazes de fazer fluxo estável para medição e mistura. Também são capazes de bombear uma variedade de líquidos como pasta de dente e todos os tipos de produtos químicos.

Bombas de Lobo (Lobe Pumps)

Bombas de lobo oferecem diferentes características como confiabilidade, resistência à ferrugem, excelente alta eficiência, qualidades higiênicas, etc. Estes tipos de bombas têm a capacidade de lidar com fluidos de alta viscosidade e sólidos sem destruí-los. Embora seu trabalho seja muito relacionado a bombas de engrenagem, apenas pelos lobos que não entram em contato um com o outro. Além disso, estas bombas têm câmaras de bombeamento superiores quando comparadas com bombas de engrenagem, permitindo-lhes mover lamas. São feitas com aço inoxidável extremamente polido.

Bomba de Pistão

Finalmente, esta é a última bomba de deslocamento positivo. Estas bombas são frequentemente usadas em irrigação de água, evento requerendo alta pressão confiável e sistemas de alta entrega para transferir chocolate, massa, tinta, etc.

Como a bomba funciona

Com a explicação acima dos diversos tipos de bombas, é óbvio que seu funcionamento será diferente. Com essa explicação, você deve ser capaz de obter o princípio de funcionamento de uma bomba. No entanto, o aspecto básico de como as bombas funcionam é usando forças mecânicas para empurrar material ou substâncias. Isso é feito seja por elevação física ou pela força de compressão.

Assista ao vídeo abaixo para aprender mais sobre o funcionamento de uma bomba:

Conclusão

Bombas são dispositivos mecânicos descritos por Arquimedes. Foram propositalmente projetadas para transmitir fluido, seja líquido ou gás. O sistema pode ser projetado para operar através de muitas fontes de energia. Neste artigo, examinamos a definição, aplicações, classificações e tipos de bombas. Também explicamos como a bomba mecânica funciona em formato de vídeo.

Espero que tenha tirado muito proveito desta lição. Se sim, compartilhe com outros estudantes técnicos. Obrigado por ler! Até a próxima.