Bomba centrífuga
A bomba centrífuga é uma subclassificação das turbobombas, cuja finalidade é o transporte de fluidos por escoamento. Por se tratar de uma máquina hidráulica geratriz, o trabalho mecânico recebido é transformado em energia, que é transferida ao fluido sob a forma de energia de pressão e cinética. O trabalho de eixo normalmente é fornecido por meio de um motor elétrico, enquanto que a transformação de energia acontece no rotor.
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As bombas centrífugas foram idealizadas muito antes da invenção dos motores elétricos, utilizando-se à época o vento ou a roda d'água para efetuar o giro do rotor. Segundo Ladislao Reti, engenheiro químico italiano e historiador da tecnologia e da ciência, que viveu no Brasil, a primeira máquina que poderia ser caracterizada como uma bomba centrífuga para elevação da lama (mais densa que água) foi mencionada por volta de 1475, em um tratado escrito pelo engenheiro italiano Francesco di Giorgio Martini. As verdadeiras bombas centrífugas não foram desenvolvidas senão em fins do século XVII, quando Denis Papin construiu um ventilador centrífugo de pás retas, conhecido como fole de Hesse. Só no início do século XIX inicia-se a fabricação e o uso de bombas centrífugas, notadamente nos Estados Unidos. A dinâmica nas pás (palhetas) do rotor foi introduzida pelo inventor John Appold, em 1851, na Inglaterra.
Uma bomba centrífuga trabalha transferindo energia cinética para o fluido e transformando-a em energia potencial, seja esta de posição ou, mais frequentemente, de pressão no bocal de descarga da bomba. Esta ação é realizada empregando os conceitos do Princípio de Bernoulli. Acionada mecanicamente por um eixo rotativo, a rotação do rotor da bomba transfere energia para o fluido através das palhetas do rotor. O fluido presente na sucção entra no olho do rotor, uma cavidade de diâmetro menor, interna, a partir de onde escoa em direção ao diâmetro externo pelos canais formados entre as palhetas do rotor. O fluido deixa o rotor com considerável velocidade absoluta e uma parcela de energia cinética, que deve ser convertida em energia potencial de pressão. Isto é realizado nas partes não rotativas. A forma mais frequente de recuperação de energia nas partes não rotativas é uma carcaça com formato espiral, conhecida como voluta, que termina em um bocal de recalque. Uma outra forma usual de dispositivo recuperador de energia é uma série de palhetas estáticas, chamada de difusor. O difusor com palhetas pode ser seguido de um canal de retorno, dirigindo o fluido a outro rotor, ou a um coletor espiral, muito semelhante a uma voluta.
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Verticais
As bombas centrífugas verticais são, em sua maioria, construídas com eixos na horizontal. Embora bombas com eixo vertical também sejam fabricadas, há uma classe de bombas verticais na qual o rotor fica instalado na extremidade inferior de um eixo prolongado e assim mergulhado no fluido. Esta construção é conveniente quando, por exemplo, deseja-se elevar água de um rio ou lago sem submergir o acionador, geralmente um motor elétrico que não suporta a imersão. Estas bombas verticais são destinadas à instalação em um poço inundado com água e são ditas "bombas verticais de poço úmido". As bombas verticais de poço úmido são chamadas também de bombas verticais tipo turbina. Num passado mais distante, bombas dotadas de difusores eram designadas bombas tipo turbina. Como as turbinas hidráulicas requerem a presença de pás diretoras para controle, as bombas dotadas de difusores com palhetas fixas eram denominadas bombas tipo turbina.
Multiestágios
Uma bomba centrífuga que contenha mais de um rotor é uma bomba centrífuga multiestágios. Cada estágio fornece ao fluido uma determinada energia, sendo que estas se adicionam. Havendo necessidade de maior energia - mais pressão - aumenta-se o número de rotores dispostos em série. Os rotores podem estar montados no mesmo eixo ou, mais raramente, em eixos distintos. Como em todas as bombas, a energia é fornecida pelo acionador: motor elétrico, motor de combustão interna, turbina a vapor, etc..
Com rotores de dupla sucção
É certamente possível instalar dois rotores em par. Podemos ter casos de duas peças com simetria especular independentes e montadas sobre o mesmo eixo; ou uma peça única, contendo os dois jogos de palhetas simétricas. As bombas de um estágio com rotores de dupla sucção são frequentemente consideradas equilibradas por simetria, reduzindo os esforços a serem absorvidos nos mancais. Também, devido à divisão do escoamento em duas correntes, apresenta uma redução do NPSH requerido em relação a bombas equivalentes de sucção simples.
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Os seguintes parâmetros caracterizam uma bomba centrífuga:
Curvas características de altura manométrica total
Na aplicação de bombas centrífugas, empregamos essencialmente duas curvas características: Nos diagramas à direita, a curva característica da bomba (CCB) é apresentada em azul, enquanto a curva característica do sistema (CCS) é apresentada em vermelho. Emprega-se curvas características às bombas porque o comportamento das bombas centrífugas é complexo; e geralmente representado sob a forma de uma curva, apresentando a altura manométrica total em função da vazão bombeada. Por vezes, a curva característica da bomba é chamada de curva H-Q. Frequentemente, é apresentada na forma gráfica pelos fabricantes, mas algumas vezes a relação é apresentada sob forma de uma tabela, que nada mais é que uma seleção de pontos sobre a curva característica da bomba.
