Neste conteúdo, você entenderá mais sobre:
- O que são bombas centrífugas;
- Como elas funcionam;
- Quais as vantagens e desvantagens do seu uso.
As bombas são equipamentos muito comuns nas indústrias químicas e, provavelmente, estão presentes em seu processo produtivo. Mas você sabe como funciona uma bomba centrífuga? O que diferencia esse equipamento das demais?
A grande maioria dos processos químicos envolve o transporte de líquidos de um ponto a outro da planta industrial. Esse transporte é realizado por meio de bombas e, neste post, abordaremos especificamente a bomba centrífuga.
Apesar de aparentemente simples, a manutenção do escoamento de fluidos não é tarefa fácil e muito menos barata, visto que ocorrem perdas energéticas durante o percurso. Isso ocorre principalmente por atrito, problema conhecido como perda de carga e que, provavelmente, está presente em seu processo, aumentando seus custos! (Saiba mais neste post!)
Além disso, frequentemente é necessário adicionar energia ao sistema, permitindo um aumento de velocidade, pressão ou altura do fluido durante o escoamento. Assim, as bombas centrífugas são equipamentos capazes de suprir essa demanda impelindo um volume de líquido que depende da pressão de descarga ou energia necessária a ser adicionada.
Elas podem ser usadas em diversas situações na indústria, são relativamente simples e de pequeno custo inicial e, por isso, tornam-se escolha frequente dos engenheiros ou responsáveis pelo processo.
Porém, é importante reforçar que o fornecimento de energia para um fluido em escoamento não é algo barato. Pelo contrário, ele constitui parte considerável do consumo energético do seu processo.
Assim, para que você reduza custos e potencialize os lucros da sua produção, é essencial verificar quais as bombas adequadas para seu processo e saber seu correto dimensionamento. O primeiro passo para isso é entender o funcionamento desses equipamentos.
Afinal, como a bomba centrífuga, um dispositivo aparentemente simples, fornece energia para o líquido escoado e torna-se fundamental para o sucesso da produção?
Funcionamento de uma bomba centrífuga
A bomba centrífuga é formada por duas partes principais: o rotor, ligado ao motor por meio de um eixo, e a carcaça, que pode ser do tipo voluta ou difusor.
O rotor, também chamado de impelidor ou impulsor, é constituído por palhetas, ou lâminas, por entre as quais o fluido escoa suavemente. O rotor gira rapidamente, convertendo a energia do motor em energia cinética. Isso também gera uma zona de alta pressão na periferia e uma zona de baixa pressão no centro (o “olho”), a qual faz com que o líquido seja “sugado” até a bomba, aumentando o fluxo deste pela entrada do equipamento.
Ao girar, o rotor imprime uma rotação ao fluido que entrou, movimentando-o na direção radial. Assim, esse fluido ganha energia cinética e é impulsionado para a periferia da bomba, entrando na voluta ou difusor.
Nessa região, a energia cinética do líquido (fornecida pelo rotor) é convertida em aumento de pressão. Para isso, na carcaça do tipo voluta há um canal com bocal de área continuamente crescente, em forma de espiral.
O aumento de área faz com que a velocidade do fluido diminua gradativamente, gerando acréscimo de pressão. Já a carcaça com difusor tem funcionamento semelhante, com aletas estacionárias que fornecem ao fluido um canal de área crescente.
Além da conversão de energia, a carcaça atua como um contentor do líquido, oferecendo uma entrada e saída para a bomba.
Veja um vídeo que mostra resumidamente o funcionamento de uma bomba centrífuga.
Rotores abertos x Rotores fechados
De acordo com o fluido escoado em seu processo, diferentes tipos de rotores podem ser empregados, sendo a escolha dependente da melhor adequação do equipamento à situação. Simplificadamente, existem bombas com rotores fechados, abertos, semi-abertos e semi-fechados.
As palhetas do rotor fechado ficam entre dois discos paralelos, ou seja, são cobertas. Assim, esse tipo de rotor é mais adequado em escoamentos de líquidos limpos, uma vez que ele possui passagens livres estreitas e é propício a entupimentos com o transporte de líquidos contendo sólidos ou impurezas.
Por outro lado, rotores abertos têm grandes passagens livres, diminuindo as chances de obstruções e, consequentemente, entupimentos. Por isso, podem ser usados para fluidos viscosos ou contendo partículas. Nesses rotores, as palhetas ficam livres na parte frontal e quase livres na parte posterior.
O rotor semi-aberto possui somente uma cobertura nas palhetas, de modo que um dos lados fica livre. Por fim, rotores semi-fechados possuem palhetas de descarga nas costas da cobertura.
Quais problemas posso ter em meu processo relacionados ao uso de bombas centrífugas?
Já foi mencionado anteriormente o alto custo de energia relacionado ao escoamento de fluidos e como é importante escolher corretamente as bombas para evitar gastos adicionais em seu processo.
Mas esses gastos não se restringem à questão energética. Escolhas equivocadas de bombas e o mau dimensionamento do processo também estão relacionados ao surgimento de problemas como a cavitação.Resumidamente, a cavitação ocorre quando a pressão no lado de sucção do rotor é menor do que a pressão de vapor da água, formando bolhas que danificam o rotor.
Outra adversidade comum é a ocorrência de vazamentos devido à alta pressão dentro do invólucro da bomba. Nesse caso, o design da bomba e a vedação efetiva são essenciais para evitá-la.
Como usar a bomba centrífuga em meu processo?
Agora que você já sabe resumidamente como uma bomba centrífuga funciona, o próximo passo é entender como ela pode ser empregada em sua produção. Além disso, é essencial verificar o dimensionamento adequado desses equipamentos, evitando perda de eficiência no processo.
Está com dúvidas e quer saber melhor como as bombas centrífugas pode se adequar à sua linha produtiva? A Propeq é uma consultoria em Engenharia Química, de modo que apesar de não estarmos relacionados à venda desses equipamentos, podemos auxiliar você a ter uma escolha mais assertiva a partir do correto dimensionamento da bomba a ser usada. Assim, nossos serviços de Dimensionamento de Equipamentos garantem maior qualidade e segurança para sua produção! Entre em contato com a Propeq para ter uma solução para seu processo!
Fonte das imagens:
Foust, Princípios de operações unitárias
