Bomba centrífuga horizontal
O que é uma bomba centrífuga horizontal?
Como o nome sugere, uma bomba centrífuga horizontal é uma bomba que funciona enquanto está posicionada no plano horizontal, conforme mostrado na figura abaixo. Uma bomba centrífuga horizontal tem seu eixo acoplado ao motor e o impulsor posicionado no plano horizontal. Uma bomba centrífuga horizontal pode ser de estágio único (um único impulsor) ou de múltiplos estágios (mais de um impulsor). O alinhamento horizontal dessa bomba facilita o acesso às peças internas da bomba para reparo e manutenção.
Figura: Bomba centrífuga horizontal
Como funciona a bomba centrífuga horizontal?
Uma bomba centrífuga horizontal funciona desenvolvendo a velocidade e a pressão do fluido que está sendo bombeado. A pressão e a velocidade são responsáveis por mover o fluido de níveis baixos para os níveis altos necessários. Para que uma bomba centrífuga horizontal funcione, ela usa o impulsor e a carcaça. Essas duas partes são usadas para converter o fluxo do fluido, que aumenta a energia. O impulsor funciona girando em alta velocidade enquanto a carcaça permanece estacionária. O fluido entra na bomba pela carcaça da bomba e, em seguida, cai sobre as pás do impulsor. As pás do impulsor são giradas radialmente e tangencialmente para fora. Em seguida, o fluido sai do impulsor e vai para o difusor, que faz parte da carcaça. O impulsor é responsável por gerar energia cinética e pressão no fluido. Nas bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios, mais de um impulsor é usado, produzindo assim mais energia e pressão, o que torna a bomba mais potente para transportar o fluido para uma altura maior.
Principais partes de uma bomba centrífuga horizontal
Figura: Partes principais de uma bomba centrífuga horizontal
Impulsor
Um impulsor em uma bomba centrífuga horizontal é um rotor usado para aumentar a energia cinética do fluxo de fluido.
Carcaça
A carcaça também é conhecida como voluta. A carcaça/voluta em uma bomba centrífuga horizontal é a parte que contém o fluido. Essa peça atua como um componente de contenção de pressão que ajuda a direcionar o fluido para dentro e para fora da bomba. A carcaça tem um formato de funil curvo que aumenta em direção à porta de descarga. A carcaça é a parte que recebe o fluido do impulsor e ajuda a reduzir a velocidade desse fluido. Em outras palavras, a voluta ajuda a converter a energia cinética em energia de pressão, reduzindo a velocidade e aumentando a pressão. Outras bombas centrífugas horizontais têm um difusor. Os difusores são conjuntos de palhetas estacionárias que circundam o impulsor. O(s) difusor(es) é(são) usado(s) para direcionar o fluxo, permitindo uma expansão mais gradual e, portanto, aumentando a eficiência da bomba.
Figura: Palhetas difusoras no impulsor
Eixo
O eixo é o elemento no qual o impulsor é montado. Ele também é conectado ao motor para que possa transmitir a energia do motor elétrico e fornecê-la ao impulsor.
Vedação do eixo
Os fabricantes de bombas centrífugas horizontais fabricam a bomba com um selo mecânico para ajudar a evitar o vazamento do fluido.
Rolamentos
Os rolamentos são peças usadas pelos fabricantes de bombas centrífugas horizontais para restringir o movimento relativo do eixo e reduzir o atrito entre o estator e o eixo.
Tubo de entrega
Trata-se de uma tubulação com uma extremidade conectada à saída da bomba e a outra extremidade usada para fornecer o fluido que está sendo bombeado.
Tipos de impulsores usados em bombas centrífugas horizontais
Um dos principais fatores considerados pelos fabricantes de bombas centrífugas horizontais é o impulsor. Quando um impulsor é projetado adequadamente, ele ajuda a otimizar o fluxo, minimizando a turbulência e, portanto, maximizando a eficiência. Os impulsores das bombas centrífugas horizontais são de três tipos:
Impulsor aberto
As palhetas desse tipo de impulsor são livres em ambas as extremidades. Esses tipos de impulsores são recomendados para uso em bombas de baixo custo e de pequeno diâmetro e em bombas destinadas ao manuseio de sólidos em suspensão. Isso ocorre porque esses impulsores são estruturalmente fracos.
Figura: Rotor aberto
Rotor semiaberto
As palhetas desse tipo de impulsor são fechadas em um lado e livres no outro. Eles têm uma cobertura que visa aumentar a resistência. Esses impulsores têm maior eficiência em relação aos impulsores abertos. Esses impulsores são aplicáveis em bombas de diâmetro médio para bombear fluidos com sólidos suspensos de tamanho pequeno.
Figura: Rotor aberto
Rotor fechado
O impulsor fechado tem as palhetas posicionadas entre dois discos em uma única fundição. Esses impulsores são usados para fabricar bombas com baixa altura de sucção líquida positiva e alta eficiência. Os impulsores fechados são mais comumente usados para fabricar bombas que lidam com líquidos transparentes. Esses impulsores são mais caros e de projeto mais complicado.
Figura: Rotor fechado
Fatores que determinam o funcionamento de uma bomba centrífuga horizontal
Pressão de sucção
Quando a pressão na sucção está abaixo do nível necessário, pode ocorrer cavitação. A cavitação afeta severamente o desempenho da bomba e pode causar danos permanentes ao impulsor.
Fluxo de sucção
Para que uma bomba horizontal centrífuga opere de acordo com seu projeto, a bomba precisará ter o fluido fluindo constantemente na porta de sucção. Quando o fluxo de sucção for reduzido, o fluxo na descarga também será reduzido. Quando a sucção não tem fluxo, isso causa danos às partes internas da bomba.
Viscosidade do fluido
Uma bomba centrífuga horizontal é ideal para bombear fluidos limpos e de baixa viscosidade. No entanto, uma bomba centrífuga horizontal ainda pode ser usada para bombear fluidos mais viscosos, mas isso terá um custo de mais energia e provavelmente será menos eficiente.
Pressão de vapor do fluido
O fluxo de fluido com baixa pressão de vapor pode levar à cavitação. Entretanto, quando surge a necessidade de bombear esse fluido, é necessário garantir que haja pressão suficiente o tempo todo no sistema.
Densidade do fluido
Quanto mais denso for um fluido, mais energia ele precisará para se deslocar de um lugar para outro.
Tipos de bombas centrífugas horizontais
Bomba centrífuga horizontal de estágio único
A bomba centrífuga horizontal de estágio único emprega um impulsor em sua carcaça. O uso de um único impulsor facilita o reparo e a manutenção dessas bombas. Uma bomba centrífuga horizontal de estágio único é mais adequada para uso em fluidos com baixa pressão e grande vazão.
Bomba centrífuga horizontal de dois estágios
Uma bomba centrífuga horizontal de dois estágios emprega dois impulsores que trabalham juntos para bombear o fluido. Esse tipo de bomba é mais adequado para aplicações de altura média.
Bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios
Uma bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios é uma bomba que emprega mais de dois impulsores. Esse tipo de bomba é usado quando é necessária a máxima eficiência e em aplicações de alta pressão.
Aplicações da bomba centrífuga horizontal
- Uma bomba centrífuga horizontal é usada para bombear fluidos em altas temperaturas.
- As bombas centrífugas horizontais são usadas no bombeamento de fluidos utilizados no aquecimento, ventilação e ar condicionado.
- Uma bomba centrífuga horizontal é usada para fornecer água doméstica.
- Ele é usado para bombear água para irrigação em terras agrícolas.
- Uma bomba centrífuga horizontal é usada para transportar produtos químicos em fábricas.
- Essas bombas são usadas para bombear gás e óleo no setor de petróleo.
- As bombas centrífugas horizontais são usadas em instalações de lavagem/limpeza de alta pressão.
Vantagens das bombas centrífugas horizontais
- As bombas centrífugas horizontais são fáceis de instalar e fazer manutenção porque suas partes internas, como o rotor, podem ser acessadas facilmente.
- As bombas centrífugas horizontais oferecem acoplamento seguro com peças externas, como motores elétricos, motores ou turbinas.
- As bombas centrífugas horizontais são adequadas para aplicações em ambientes internos devido ao baixo pé-direito da bomba, de modo que podem ser instaladas em espaços apertados.
- As bombas centrífugas horizontais são livres de vibração, balanceadas dinamicamente e mais fáceis de operar.
- As bombas centrífugas horizontais não produzem ruído se estiverem bem alinhadas de acordo com as instruções do fabricante.
- As bombas centrífugas horizontais são estanques ao fluido, portanto, há uma entrada de ar durante a transmissão de pressão para o fluido.
- As bombas centrífugas horizontais têm alta eficiência e baixos intervalos de falha.
Desvantagens das bombas centrífugas horizontais
- A capacidade da bomba centrífuga horizontal de fornecer uma cabeça de sucção de pressão líquida (NPSH) é limitada.
- O espaço para a instalação de bombas centrífugas horizontais é maior devido à presença de um eixo horizontal.
- A pressão e a temperatura de trabalho dessas bombas são menores em relação às bombas centrífugas verticais.
Solução de problemas de bombas centrífugas horizontais
Nenhuma ou pouca descarga
- Isso pode ser devido à falta de fluido na carcaça. Nesse caso, a carcaça precisa ser preenchida com fluido.
- A altura total é muito alta para a bomba. Portanto, o cabeçote ou a sucção precisa ser reduzido.
- A elevação de sucção é muito longa ou muito alta. Nesses casos, as soluções possíveis são encurtar o comprimento da sucção e diminuir a elevação da sucção.
- O impulsor está danificado e precisa ser consertado.
- O anel "O" ou a junta da carcaça está vazando. Ele precisa ser substituído.
- A fiação do motor está incorreta. Nesse caso, o diagrama de fiação precisa ser verificado novamente.
Perda de sucção
- Há vazamento de ar na linha de sucção. Esse problema pode ser resolvido com o reparo da linha de sucção.
- Uma válvula de pé está entupida. Ela precisa ser desentupida.
- A elevação de sucção está muito alta. A elevação da sucção precisa ser reduzida ou a válvula de pé deve ser instalada e escorvada.
Vazamento no eixo
- Isso pode ser devido a um selo mecânico desgastado. A solução é simplesmente substituir o selo.
- A fundação ou o local de montagem não é suficientemente forte. A solução é reforçá-la.
- O impulsor está danificado e precisa ser removido.
- Há materiais estranhos na bomba e esse mundo precisa desmontar a bomba para limpeza.
- Os rolamentos do motor estão desgastados e precisam ser substituídos.
O motor está superaquecendo e desligando
- Há uma baixa tensão no motor. As conexões elétricas precisam ser verificadas para garantir que estejam firmes.
- A tensão da fonte de alimentação não está correspondendo à tensão do motor. A conexão do motor precisa ser verificada para ver se está de acordo com o diagrama de fiação do motor e se corresponde à tensão de alimentação.
- O impulsor não está funcionando livremente ou está em atrito com a carcaça. As bombas precisam ser desmontadas e o impulsor deve ser substituído ou desentupido.
A bomba não está desenvolvendo pressão ou não está fornecendo fluido
- Isso pode ocorrer porque a bomba não está sendo escorvada. Encha a carcaça da bomba com fluido.
- Há um vazamento no selo mecânico. O selo precisa ser substituído.
- Há um vazamento na linha de sucção. A linha de sucção precisa ser substituída.
- Há um vazamento na válvula de pé. A válvula de pé precisa ser substituída.
A bomba não está dando partida ou funcionando
- A fiação da bomba está incorreta. A fiação precisa ser comparada com o diagrama da placa de identificação do motor.
- Há material estranho alojado no impulsor. Seria necessário desmontar a bomba para remover esse material.
- O motor entrou em curto-circuito. Ele precisa ser substituído.
Resumo
As bombas centrífugas horizontais são bombas centrífugas orientadas no plano horizontal. Essas bombas funcionam usando impulsores rotativos que criam pressão de vácuo na carcaça da bomba, forçando o fluido para a linha de sucção. Quando o fluido passa pelo impulsor, ele encontra a carcaça, o que ajuda a reduzir a velocidade do fluido e, ao mesmo tempo, aumenta a energia de pressão sobre o fluido. O fluido se move pelo tubo de distribuição e pelo sistema de tubulação usando a energia de pressão. As bombas centrífugas horizontais são de três tipos, com base no número de impulsores usados. São elas: bomba centrífuga horizontal de estágio único, bomba centrífuga horizontal de estágio duplo e bomba centrífuga horizontal de estágio múltiplo. Essas bombas são usadas em diferentes aplicações, como bombeamento de água para uso doméstico, bombeamento de água para irrigação de terras agrícolas, bombeamento de produtos químicos em aplicações industriais, entre outras. As bombas centrífugas horizontais são vantajosas em diversos aspectos, como o fato de precisarem de menos espaço para serem instaladas, serem fáceis de instalar e manter, oferecerem acoplamento seguro e, uma vez instaladas de acordo com as instruções do fabricante, não produzem ruído.