Bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios
O que é uma bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios?
Uma bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios é um tipo de bomba que é instalada na orientação horizontal em um plano horizontal. O motor é instalado no mesmo plano horizontal que a bomba. O projeto da bomba e do motor pode ter um projeto de acoplamento fechado, ou seja, o motor e a bomba são conectados sem acoplamento. A outra opção é por meio de um projeto de acoplamento longo usando um acoplamento. O princípio de funcionamento dessa bomba é baseado na força centrífuga produzida quando o rotor da bomba gira em alta velocidade. Os fabricantes de bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios projetam a bomba com mais de um impulsor. Devido aos vários impulsores usados, ela tem vários estágios de geração de pressão. Cada impulsor serve como um estágio para o fluxo do fluido. Quanto mais impulsores, maior a pressão que a bomba produzirá. As aplicações dessa bomba incluem abastecimento de água, HVAC, refinarias de petróleo e processamento químico, entre outras.
Figura: Bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios
Componentes de uma bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios
Motor elétrico
O motor elétrico é o componente que fornece a energia necessária para bombear o líquido. O eixo do motor fornece energia mecânica em termos de torque e velocidade. Os fabricantes de bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios produzem a bomba para funcionar com um motor CC ou CA. O motor CC tem a vantagem de ser alimentado por energia solar.
Eixo da bomba
O eixo da bomba é o componente que recebe energia do motor e a transmite para a bomba. O eixo é fabricado com materiais metálicos sólidos, como aço inoxidável e aço carbono, para garantir que seja forte o suficiente para suportar o torque necessário para girar os impulsores da bomba.
Impulsores
Os impulsores estão entre as principais partes da bomba. Os impulsores servem para transmitir energia cinética ao fluido. O eixo da bomba carrega os impulsores de modo que eles girem enquanto ela gira.
Carcaça
A carcaça é um invólucro externo da bomba que cobre as partes internas da bomba. O projeto da carcaça varia de bomba para bomba, pois há várias bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios. A carcaça também ajuda a vedar o interior da bomba para a atmosfera e a evitar vazamento de fluido e queda de pressão.
Rolamentos
Os rolamentos apoiam o eixo da bomba para melhorar a rotação, sem atrito. Eles são de tamanhos diferentes, dependendo da capacidade da bomba.
Válvula e tubulação de sucção
A válvula de sucção controla o fluxo de fluido do tanque de armazenamento para a bomba. A válvula é aberta antes da partida da bomba; caso contrário, não haverá fluxo de fluido. A tubulação de sucção transporta o líquido do armazenamento para a bomba.
Válvula e tubulação de descarga
A válvula de descarga regula a quantidade de líquido que sai da bomba. Ela também impede que o fluido da tubulação retorne à bomba quando ela é desligada. A tubulação de descarga conecta a bomba à rede de tubulação para permitir o fluxo de fluido para o local necessário.
Figura: Componentes de uma bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios
Como funciona uma bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios?
A bomba opera usando um impulsor para alimentar o impulsor seguinte. O líquido entra na bomba pela extremidade de sucção e flui por cada impulsor até sair pela extremidade de descarga. A bomba funciona girando os impulsores em uma velocidade variável em torno do eixo. A potência de rotação do impulsor vem do eixo do motor por meio do eixo da bomba. A alta velocidade do impulsor cria um vácuo na bomba. O vácuo é um estado de baixa pressão em relação à pressão atmosférica no tanque de armazenamento de fluido. Devido à diferença de pressão, o fluido se move do tanque de armazenamento para a bomba. O líquido entra na bomba e encontra os impulsores girando em uma velocidade muito alta. Dessa forma, o fluido absorve energia cinética do impulsor e, portanto, sua velocidade aumenta. O líquido segue então para o próximo impulsor ao longo da carcaça da bomba.
Os fabricantes de bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios projetam a carcaça de modo que ela permita a redução da velocidade do fluido e, ao mesmo tempo, aumente a energia de pressão do fluido. A redução da velocidade e o aumento da pressão continuam à medida que o fluido avança ao longo da bomba. Dessa forma, o fluido deixa a bomba no estágio final com mais energia de pressão do que no primeiro estágio.
Figura: Funcionamento de uma bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios
Tipos de bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios
Bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios com acionamento magnético
Essa bomba usa ímãs para conectar o motor à bomba. O uso de acoplamento magnético nesta bomba ajuda a eliminar o uso de selos mecânicos. Os selos mecânicos têm a desvantagem de se desgastarem com frequência, o que pode causar vazamentos na bomba. A tecnologia magnética emprega dois ímãs: o ímã externo e o interno. O ímã externo é conectado ao eixo do motor, enquanto o ímã interno é conectado ao eixo da bomba. Dessa forma, quando o eixo do motor gira, o ímã externo gira. Devido ao padrão do campo magnético, o ímã interno também gira. A rotação do ímã interno força o eixo da bomba a girar na mesma velocidade que o eixo do motor. A rotação do eixo da bomba faz com que os impulsores girem, criando um vácuo que puxa o líquido para dentro da bomba.
Os fabricantes de bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios recomendam o uso dessa bomba em aplicações com fluidos corrosivos e perigosos. O uso dessa bomba nessas áreas reduz a possibilidade de ações legais devido a danos ambientais decorrentes do vazamento desses fluidos. Além disso, essa bomba pode operar por vários anos sem substituir o ímã. Essa tecnologia torna a aquisição da bomba cara, mas muito econômica.
Figura: Bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios com acionamento magnético.
Bomba centrífuga horizontal multiestágio de dupla sucção
Essa é uma bomba projetada com duas entradas de sucção. Os fabricantes de bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios criam a bomba para distribuir a taxa de fluxo total do fluido nos impulsores. Os impulsores dessa bomba são dispostos de costas um para o outro no eixo da bomba. Esse projeto ajuda a equilibrar o impulso axial nos impulsores. Esse projeto também evita que os impulsores sejam danificados devido à taxa de fluxo significativa que entra na bomba. Dessa forma, a bomba funciona por um longo período sem a necessidade de substituir os impulsores.
Bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios revestida de teflon
Esta bomba foi projetada com um revestimento de Teflon em seu interior. O revestimento protege a bomba contra produtos corrosivos, como ácidos, que corroem e corroem os impulsores metálicos, a carcaça, o eixo e a gaxeta. O revestimento aumenta a vida útil e reduz os reparos e a manutenção frequentes. Essa bomba é adequada para processamento químico, sistemas de esgoto e água salgada. Entretanto, o uso dessa bomba é limitado a aplicações de baixa temperatura, pois as altas temperaturas destruiriam o revestimento.
Bomba centrífuga horizontal multiestágio autoescorvante
Essa é uma bomba projetada de forma a se autoescorvar, ao contrário de outras bombas que precisam ser escorvadas manualmente. A rotação dos impulsores cria um vácuo no olho do impulsor, puxando o ar para dentro da bomba a partir do tubo de sucção. Simultaneamente, um anel cilíndrico de fluido é criado na carcaça da bomba. Isso cria uma vedação à prova de gás que impede que o ar se mova da extremidade de descarga para o lado da sucção. As bolhas de ar ficam presas no fluido dentro das palhetas do rotor e, em seguida, são transferidas para a porta de saída. Na porta de saída, o ar é removido e o líquido retorna por gravidade ao reservatório da bomba. O líquido sobe pelo tubo de sucção gradualmente à medida que é movido para fora. O processo continua até que o fluido substitua todo o ar na bomba e no tubo de sucção. Quando todo o ar na linha de sucção e na bomba é removido, o bombeamento normal do fluido é iniciado. Os fabricantes de bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios projetam a bomba de modo que, quando ela é desligada, um pouco de fluido é armazenado na câmara de escorva para uso quando a bomba for ligada novamente.
Aplicações da bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios
- Essas bombas são usadas em usinas de energia a vapor para fornecer água e vapor para a geração de energia.
- Eles são usados no abastecimento de água doméstico e municipal.
- Eles são usados em fazendas de irrigação.
- As bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios são usadas na refinaria de petróleo.
- Eles são usados em aplicações de combate a incêndios.
- Eles são usados em aplicações de desaguamento.
- As bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios são usadas em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado.
- Eles são usados na dessalinização e no tratamento de água.
- Elas são usadas como bombas de reforço de tubulação.
- Eles são usados no processamento químico e no transporte.
- Eles são usados nos setores de alimentos e bebidas.
Vantagens das bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios
- Essas bombas são altamente versáteis em suas aplicações.
- Eles estão em uma ampla variedade de tamanhos.
- Eles são capazes de atingir altas taxas de fluxo, como 3000 m3/h
- Eles podem suportar alta pressão e temperatura de fluido, que são comuns em usinas de dessalinização e de energia a vapor.
- Elas são o tipo mais comum de bomba, o que faz com que suas peças de reposição estejam disponíveis no mercado.
- Elas são fáceis de instalar, limpar e consertar, pois são facilmente acessíveis, ao contrário dos tipos de bombas verticais.
- Eles são resistentes à corrosão e ao desgaste por abrasão.
- Eles produzem uma grande quantidade de energia de pressão.
Desvantagens das bombas horizontais de múltiplos estágios
- Elas são mais caras em comparação com as bombas de estágio único.
- A maioria dessas bombas usa selos mecânicos que se desgastam com frequência e precisam ser substituídos.
- Eles ocupam um grande espaço no chão.
Solução de problemas de bombas horizontais de múltiplos estágios
A bomba não ferra
- Vazamento no tubo de sucção. Conserte o tubo de sucção.
- A válvula de descarga está aberta ou com vazamento. Verifique a válvula de descarga e conserte-a se estiver com vazamento. Se ela estiver aberta, feche-a.
- A gaxeta da bomba está desgastada. Substitua a gaxeta.
- Elevação de sucção muito alta. Diminua a elevação da sucção, se possível.
Fluxo de fluido zero
- A elevação da sucção está muito alta. Abaixe a bomba ou aumente o líquido no tanque de sucção.
- Ar na tubulação de sucção ou na bomba. Certifique-se de que a bomba esteja adequadamente escorvada para remover o ar da bomba e da linha de sucção.
- Sentido de rotação do motor incorreto. Altere o sentido de rotação do motor para coincidir com a seta de rotação na carcaça da bomba ou conforme recomendado pelo fabricante da bomba horizontal de múltiplos estágios.
- Impulsores, filtro ou válvula de sucção entupidos. Verifique o filtro, os impulsores ou a válvula de sucção e remova todos os materiais de bloqueio.
- A válvula de descarga está fechada. Abra a válvula de descarga.
- Sucção fechada. Abra a válvula de sucção.
Superaquecimento dos rolamentos
- Excesso de torque na tampa do rolamento. Solte a tampa.
- Alinhamento incorreto do acoplamento. Realinhe o acoplamento corretamente.
- O fluxo de fluido através da bomba é menor do que a taxa de fluxo definida. Aumente a taxa de fluxo conforme recomendado pelo fabricante da bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios.
- Óleo lubrificante insuficiente. Limpe os rolamentos e aplique lubrificante suficiente.
Bomba produzindo altas vibrações
- Impulsor obstruído. Limpe o rotor.
- Impulsores desgastados. Substitua o impulsor desgastado.
- Acoplamento alinhado incorretamente. Alinhe o acoplamento corretamente.
- Eixo oblíquo. Substitua o eixo.
- Rolamentos desgastados. Substitua os rolamentos.
- A descarga ou a sucção não está firmemente apoiada. Melhore o suporte da bomba.
Desempenho reduzido da bomba
- Vazamento na linha de sucção. Conserte a linha de sucção.
- Gaxeta desgastada. Substitua a gaxeta.
- A velocidade da bomba está muito baixa. Aumente a velocidade para a faixa recomendada pelo fabricante da bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios.
Resumo
Uma bomba centrífuga horizontal de múltiplos estágios é uma bomba na qual o motor e a bomba são instalados em um plano horizontal. Essa bomba usa mais de um impulsor. Os impulsores são dispostos em série da esquerda para a direita. Cada impulsor funciona como uma câmara ou estágio de fluido. Cada estágio consiste em um difusor, um impulsor e uma palheta guia de retorno alojados em uma carcaça de estágio. Essa bomba produz uma grande quantidade de energia de pressão em relação ao número de impulsores usados. Em cada estágio, a pressão do fluido aumenta até que ele deixe a bomba pela porta de descarga. A bomba opera girando os impulsores em velocidade para criar um vácuo que atrai o líquido do tanque de armazenamento para a bomba.
Os fabricantes de bombas centrífugas horizontais de múltiplos estágios projetam vários tipos dessa bomba, como bombas de acionamento magnético, bombas autoescorvantes, bombas com revestimento de Teflon e bombas de sucção dupla. As vantagens dessa bomba são a facilidade de instalação e reparo, a versatilidade, a resistência à corrosão e a capacidade de produzir energia de alta pressão. As aplicações dessa bomba incluem abastecimento e tratamento de água, processamento químico, combate a incêndios, sistemas HVAC, alimentos e bebidas e refinaria de petróleo, entre outros.