Bombas Submersíveis

Fenômenos de Transporte: Bombas Submersíveis

Fernanda Jéssica de Oliveira Tavares
Julia Wappler
Igor Cardoso Garcia

BOMBAS SUBMERSÍVEIS

            As bombas submersíveis são um tipo de bomba com um dispositivo fechado hermeticamente, que opera pressionando ao invés de puxar, a água durante o processo de bombeamento. É capaz de funcionar dessa maneira, porque, como o nome sugere, a bomba está totalmente submersa no líquido a ser bombeado. Isso permite que a bomba seja baixada em um buraco fundo para o bombeamento necessário sem que ocorram problemas como a cavitação da bomba, que pode danificar as partes móveis através do desenvolvimento de bolhas de vapor.

As bombas submersíveis são usadas em uma ampla variedade de aplicações de uso comercial e industrial.

FUNDAMENTOS DE PERDA DE CARGA

A perda de carga no escoamento em uma tubulação ocorre devido ao atrito entre as partículas fluidas com as paredes do tubo emesmo devido ao atrito entre estas partículas. Em outras palavras, é uma perda de energia ou de pressão entre dois pontos de uma tubulação.

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Fonte: Google Imagens, 2015.

Perda de Carga Total

É a soma das perdas de carga distribuídas em todos os trechos retos da tubulação e as perdas de carga localizadas em todas as curvas, válvulas, junções, entre outras. Mais o desnível geométrico.

Fórmula de Darcy –Weisback

Hp = perda de carga distribuída (m)

L = comprimento do trecho reto do tubo (m)

D = diâmetro interno da tubulação (m)

f = coeficiente de atrito (adimensional)

g = aceleração da gravidade (m/s² )

v = velocidade média do escoamento (m/s)

Cálculo das Perdas de Carga LocalizadaExpressão Geral

Hp=perda de carga localizada (m)

K =coeficiente obtido experimentalmente

g = aceleração da gravidade (m/s² )

v =velocidade média na entrada da singularidade (m/s)

Método do Comprimento Equivalente

Uma canalização que possui ao longo de sua extensão diversas singularidades equivale, sob oponto de vista de perda de carga, a um encanamento retilíneo de comprimento maior, sem singularidades.

O método consiste em adicionar à extensão dacanalização, para efeito de cálculo, comprimentostais que correspondam à mesma perda de cargaque causariam as singularidades existentes na canalização.

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Fonte: ABS,2015.

CAVITAÇÃO

Pressão de Vapor

Pressão de vapor de um líquido a uma dada temperatura é aquela à qual o líquido coexiste em sua fase líquida. Numa mesma temperatura, quando tivermos uma pressão maior que a pressão de vapor, haverá somente a fase líquida e quando tivermos uma pressão menor que a pressão de vapor, haverá somente a fase vapor.

A pressão de vapor de um líquido cresce com o aumento da temperatura, assim, caso a temperatura seja elevada até um ponto que a pressão de vapor iguale, por exemplo, a pressão atmosférica, resultará na evaporação do líquido, ocorrendo o fenômeno da ebulição.

O Fenômeno

No deslocamento constituídas por pás, como sucede em bombas centrífugas, ocorrem rarefações no líquido, isto é, pressões reduzidas devido a própria natureza do escoamento ou ao movimento impresso pelas peças móveis ao fluido.

Se a pressão absoluta baixar até atingir a pressão de vapor ou tensão de vapor do líquido na temperatura em que este se encontra, inicia-se um processo de vaporização do mesmo.

Inicialmente, nas regiões mais rarefeitas, formam-se pequenas bolsas, bolhas ou cavidades (dai o nome cavitação), no interior dos quais o líquido se vaporiza. Em seguida, conduzido pelo fluxo líquido provocado pelo propulsor e com grande velocidade, atingem regiões de elevada pressão, onde se processa o seu colapso, com a condensação do vapor e o retorno aoestado líquido.

Cada bolha de vapor assim formada tem um ciclo entre crescimento e colapso, da ordem de poucos milésimos de segundo e induz a altíssimas pressões que atingem concentradamente a zona afetada. Para se ter ideia desse processo, alguns pesquisadores mencionam que este ciclo é repetido numa frequência que pode atingir a ordem de 25.000 bolhas por segundo e que a pressão provavelmente transmitida às superfícies metálicas adjacentes ao centro de colapso das bolhas pode atingir a pressão de 1000 atm.

NPSH

Um dos mais polêmicos termos associados com bombas é o NPSH. A compreensão deste conceito é essencial para a correta seleção de uma bomba. A fim de caracterizar as condições para que ocorra boa "aspiração", foi introduzida na terminologia de instalações de bombeamento a noção de NPSH. Esta grandeza representa a disponibilidade de energia com que o líquido penetra na boca de entrada da bomba.

O termo NPSH é um termo encontrado em publicações na língua inglesa. Em publicações em vários idiomas, conservou-se adesignação NPSH, embora alguns autores utilizem otermo APLS "Altura Positiva Líquida de Sucção" ou" Altura de Sucção Absoluta". Para efeito de estudo e definição, o NPSH pode ser dividido em NPSH requerido e disponível.

Pa = Pressão no tanque em PA (Pascal)

ρ = densidade kg/m3

hs = altura estática na sucção em m

hsf = Perda na sucção

pv = Pressão de vapor do líquido numa dada temperatura

PRINCIPAIS COMPONENTES

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Fonte: ABS, 2015.

MANUTENÇÃO CORRETIVA DE BOMBAS SUBMERSÍVEIS

·       •  A saída do tanque deverá ser em forma de funil. Saída reta e paralela causará estrangulamento do fluxo.

·          • Agitadores deverão estar instalados entre 30º e 90º.

·          •  As reduções na sucção devem ser excêntricas para evitar os bolsão de ar.

·          • Quando o tanque de sucção for abaixo do nível da bomba, a tubulação deve ser levemente inclinada em direção ao tanque.

·           • Quando o tanque de sucção for acima do nível da bomba, a tubulação deve ser levemente inclinada em direção a bomba.

·            • Configuração da conexão de bombas à mesma linha de sucção.

·            • Não conecte curvas diretamente à sucção da bomba.

·       • As válvulas colocadas na sucção da bomba devem ser do tipo livre, o fluxo na sucção não deve sofrer qualquer tipo de estrangulamento.

·     • As tubulações não poderão impor nenhuma carga sobre a bomba. Para isto deverão estar devidamente alinhadas e suportadas.

CORRELAÇÃO CAUSAS X EFEITOS

Armazenamento

• Local seco e protegido

• Posição vertical

• A cada 15 (quinze) dias girar o conjunto.

• A bomba nunca deve ser armazenada dentro de um poço úmido ainda em obras.

• A bomba só deve ser colocada no poço quando toda instalação dos equipamentos periféricos esteja completa e pronta para instalar e operar a bomba.

Preventiva

• Uma vez por ano

• Verificar entrada de líquido no interior da bomba

• Verificar condição do óleo

• Verificação da hidráulica (desgaste)

• Em poços com acúmulo de gordura é recomendado a limpeza da bomba a cada seis meses, a fim de não ocorrer interferência na troca de calor da bomba com o fluído, evitando sobre aquecimento.

Diante do exposto acima, a presente equipe escolheu a bomba submersível para drenagem e esgotamento para tratar com maior especialidade, conforme a seguir:

BOMBAS SUBMERSÍVEIS PARA DRENAGEM E ESGOTAMENTO

As bombas submersíveis para drenagem e esgotamento são as bombas DS-9 e geralmente utilizadas em diversas situações, como: drenagens de pequenos poços ou caixas de coletas de água pluvial, em infiltrações, pequenas irrigações de hortas, drenagens de emergência em locais inundados como garagens ou casas de máquinas e transferências de reservatórios, depósitos e piscinas. Essas bombas são muito versáteis, resistentes à corrosão e compactas e são disponibilizadas na potência ½ CV.

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Fonte: DANCOR, 2015.

CARCTERÍSTICAS

Essas bombas possuem algumas características que precisam ser conhecidas antes de serem utilizadas, pois é necessário alguns cuidados, como:

·         É preciso certificar-se que a temperatura máxima do líquido com a bomba parcialmente submersa seja de 40°C;

·         Certificar-se que seu motor seja refrigerado a óleo atóxico;

·         Saber antes sobre a profundida do local a qual a bomba vai ser submersa, pois sua profundida de imersão é de aproximadamente 5 metros;

·         Capacitor integrado

·         Saber manusear o protetor térmico para desligar a bomba em caso de sobrecarga;

·         Possui nas Versões: 127V ou 220V, 60Hz, 2 polos (3450rpm)

·         Possui vazão de até 9 metros, altura manométrica de até 10 m.c.a e passagem livre de sólidos em suspensão de 10 mm.

A imagem abaixo demonstra o dimensionamento da bomba:

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Já a imagem abaixo trata-se da curva:

Imagem 07

Através desta pesquisa passamos a conhecer as bombas submersíveis, apresentando suas características e manuseio geral. Além disto estudou-se também uma bomba específica, nesse caso, a bomba de drenagem e esgotamento mostrada acima. Conclui-se, assim que as bombas submersíveis constitui-se em bons instrumentos para auxiliar em diversos processos, como a drenagem e o esgotamento apresentado na pesquisa.

Neste vídeo, é possivel vizualizar a instalação e funcionamento de uma bomba submersível:

REFERÊNCIAS

REVISTA TAE. As versatilidades das bombas submersas. 2015. Disponível em: <http://www.revistatae.com.br/noticiaInt.asp?id=5220>. Acesso em: 26 out. 2015.

MANUTEBÇÃO&SUPRIMENTOS. Bombas submersíveis e suas aplicações. 2015. Disponível em: <http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/3768-bombas-submersiveis-e-suas-aplicacoes/ >. Acesso em: 26 out. 2015.

DANCOR. Bombas DS-9. 2015. Disponível em: <http://www.dancor.com.br/folder/Lamina_DS9.pdf>. Acesso em: 26 out. 2015.

SULZER.Tipos de bombas Submersíveis. Disponível em: <https://www.sulzer.com/>. Acesso em: 26 out. 2015.

SLIDE ABS.Bombas Submersíveis. Acesso em: 26 out. 2015.

Postagem: Fernanda Jéssica de Oliveira Tavares, Igor Cardoso Garcia e Julia Wappler
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