Bomba em linha
Introdução
Uma bomba em linha é um tipo de bomba centrífuga em que os bocais de sucção e descarga ficam em uma linha reta de tubulação ou em linha um com o outro dentro da carcaça da bomba. Esse tipo de bomba também é chamado de bomba de linha reta. A bomba em linha é alimentada por um motor elétrico e usa um impulsor e força centrífuga para mover líquidos de um local para o local onde é necessário. A bomba é caracterizada por um fluxo de fluido não variável com a bomba
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O que é uma bomba em linha?
As bombas em linha são usadas principalmente em aplicações de construção, como ar condicionado e sistemas de aquecimento e circulação de água. Elas também são usadas para bombear água e como bombas de reforço em usinas térmicas e estações de abastecimento de água. O projeto das bombas em linha também permite o manuseio da expansão térmica; portanto, as bombas são altamente adequadas para a transferência de produtos de alta temperatura e alta pressão. Devido ao seu fluxo em linha, essas bombas podem ser instaladas como válvulas em tubulações. As bombas em linha são pequenas e requerem menos espaço em comparação com outros tipos grandes de bombas. A maioria das bombas inline, no entanto, não tem capacidade de escorvamento automático e é usada principalmente para bombear líquidos que contêm pouco ou nenhum sedimento.
Como funciona uma bomba em linha?
O processo de trabalho de uma bomba em linha segue os seguintes estágios
- Em primeiro lugar, o rotor é acionado mecanicamente por meio de um motor elétrico ou motor. O impulsor é acoplado diretamente ao motor elétrico por meio de um eixo e gira na mesma rotação que o motor.
- Devido à rotação do impulsor, um vácuo é criado dentro do olho do impulsor e o líquido é puxado para dentro do olho do impulsor na direção axial.
- Quando a água atinge as pás do impulsor, a força centrífuga que atua sobre as pás gira a água radial e axialmente para fora até que ela passe por todos os componentes do impulsor.
- As pás do impulsor transmitem energia cinética ao fluido e o aceleram em direção à carcaça da bomba.
- Na carcaça da bomba em linha, a água é girada na mesma velocidade em que o fluido diminui gradualmente, o que leva à conversão da energia cinética da água em pressão. Quando o fluido atinge a pressão desejada, ele é descarregado pela saída da bomba e bombeado para o local desejado.
Tipos de bombas em linha
As bombas em linha são amplamente classificadas em tipos de bombas em linha horizontais e verticais. Essa classificação é baseada na orientação do eixo da bomba. Elas também são classificadas de acordo com o número de estágios da bomba como bombas em linha de estágio único e bombas em linha de estágio múltiplo. Outros tipos incluem bombas em linha com revestimento de PTFE e bombas em linha antiexplosão
- bomba vertical em linha
Uma bomba vertical em linha tem o eixo da bomba orientado verticalmente para a superfície da fonte de água. Essas bombas são usadas principalmente como bombas de circulação em aplicações em que a água que flui por uma rede de tubulação precisa ser pressurizada. Na maioria das aplicações comerciais, as bombas verticais em linha são suspensas junto com a rede de tubulação, como válvulas. As bombas verticais em linha são consideradas melhores do que as bombas horizontais em linha porque têm alta eficiência e podem tolerar temperaturas e pressões mais altas. As bombas de entrada verticais também economizam mais espaço em comparação com suas contrapartes horizontais. Entretanto, as bombas verticais só podem operar com um motor e não podem ser acopladas diretamente a um motor ou a uma turbina.
- Bomba horizontal em linha
Em uma bomba em linha horizontal, o eixo da bomba é orientado horizontalmente em relação à superfície da fonte de água. As bombas desse tipo podem ser acopladas diretamente a um motor, uma turbina ou um motor, o que não é o caso das bombas verticais em linha. Uma grande vantagem das bombas em linha horizontais é que a carga total da bomba e do motor é distribuída em uma ampla área na placa de base. Essas bombas são pequenas e fáceis de instalar. As bombas horizontais em linha são adequadas para abastecimento e drenagem de água industrial e urbana, transferência de água pressurizada em edifícios altos, bombas de reforço, bombeamento de água a longa distância, ciclo de refrigeração HVAC e muito mais.
- Bomba centrífuga em linha de múltiplos estágios
Esse tipo de bomba centrífuga em linha tem três ou mais impulsores. Em uma bomba centrífuga em linha de vários estágios, a água passa por várias câmaras de líquido conectadas em série. O número de câmaras é igual ao número de estágios da bomba e a pressão do fluido aumenta com o número de estágios. Portanto, a água terá baixa pressão ao entrar na bomba e terá uma pressão muito maior ao sair da câmara. As bombas em linha de múltiplos estágios são amplamente usadas em uma variedade de aplicações industriais em que é necessário um fluxo de alta pressão, incluindo sistemas de aumento de pressão, limpeza com jato de pressão, lavagem de alta pressão e sistemas de alimentação e condensação de caldeiras.
- Bomba em linha revestida de PTFE
A bomba em linha revestida com PTFE ou Teflon é um tipo de bomba centrífuga que combina as vantagens mecânicas das carcaças metálicas e a resistência química do revestimento termoplástico. Devido aos revestimentos de Teflon, essas bombas não têm uma superfície molhada. Os revestimentos de bombas com revestimento de TFE são comumente usados para aplicações de alta pureza, em que o contato entre o produto e as peças metálicas é indesejável. Eles também são adequados para a transferência de ácidos inorgânicos, álcalis ou sais, que normalmente exigem que a bomba seja construída com ligas caras.
- Bomba em linha anti-explosão
Esse é um tipo de bomba em linha que é à prova de explosão. As bombas de entrada antiexplosão são projetadas para aplicações que podem ser suscetíveis a explosões. Uma dessas aplicações é nos setores de mineração e gás, nos quais é comum encontrar muitos gases de escape pressurizados. Para aprimorar as propriedades à prova de explosão, a bomba de entrada à prova de antiexplosão é instalada com um motor sem faíscas e caminhos de chamas projetados. A estrutura do vaso do motor também é projetada para suportar a alta pressão que pode surgir de explosões internas sem fraturar. As bombas em linha antiexplosão também são adequadas para aplicações em lixiviados de aterros sanitários, onde os resíduos em decomposição produzem metano, e em fábricas de produtos químicos e refinarias, onde o líquido emite vapores inflamáveis.
Vantagens da bomba em linha
- Economia de espaço
As bombas em linha exigem pouco espaço porque os bocais de sucção e descarga estão em linha. Essas bombas são comumente usadas em edifícios onde o espaço é limitado.
- As bombas em linha são altamente confiáveis e eficientes
- Baixa altura de sucção positiva líquida (NPSH). O projeto da bomba em linha gera baixo NPSH, o que facilita o fluxo de fluido através da bomba. Ele também minimiza a pressão de sucção necessária para alimentar a bomba.
- As bombas em linha têm uma excelente capacidade de lidar com a expansão térmica. As bombas em linha podem suportar o calor devido à sua alta expansão térmica. Isso facilita sua aplicação no manuseio de produtos de alta temperatura e alta pressão.
- As bombas são fáceis de instalar e manter
- Seu projeto de tubulação é simples e as bombas podem ser suspensas como válvulas
- O custo de operação da bomba em linha é baixo
- As bombas podem funcionar sem vedação em condições de baixa vazão
Desvantagens da bomba em linha
- Uma bomba em linha não pode mover líquidos que contenham partículas sólidas
- o peso de uma bomba de entrada vertical é distribuído de forma desigual e concentrado principalmente abaixo da carcaça da bomba
- As bombas não têm a capacidade de escorvamento automático
- As bombas em linha têm problemas de vedação mecânica. Os gases dissolvidos ou arrastados em alguns fluidos podem se infiltrar e se acumular na câmara de vedação de uma bomba em linha e fazer com que os selos mecânicos sequem ou falhem.
- As bombas em linha são propensas à corrosão devido ao acúmulo de vazamento da vedação acima da carcaça da bomba.
Aplicações de bombas em linha
As bombas em linha têm uma ampla gama de aplicações industriais, entre elas:
- Sistemas de aquecimento e circulação de água. Isso ocorre porque a bomba pode suportar altas temperaturas
- Caldeiras
- torres de resfriamento
- sistema de ar condicionado
- Usinas termelétricas
- sistemas de abastecimento de água
- Bombas de reforço
- Válvulas em tubulações
Seleção da bomba em linha
A seleção de uma bomba em linha para uma aplicação específica se baseia em vários parâmetros de desempenho, como os seguintes.
Tipo de bomba em linha
A bomba deve ser selecionada de acordo com a disposição dos componentes da bomba. As bombas em linha são classificadas de acordo com a orientação do eixo como bombas em linha verticais e horizontais. Cada configuração tem vantagens e desvantagens, e o melhor tipo de bomba deve se basear na capacidade da bomba de atender aos requisitos da aplicação. Por exemplo, uma bomba vertical em linha opera somente quando acoplada diretamente a um motor e é a melhor opção de bomba para aplicações de alta temperatura e alta pressão. As bombas em linha horizontais, por outro lado, oferecem uma ampla gama de opções de acionamento e podem ser alimentadas por um motor, uma turbina ou um motor a diesel. Entretanto, uma bomba horizontal em linha só pode funcionar em condições limitadas de temperatura e pressão.
Número de estágios da bomba
Os fabricantes de bombas em linha disponibilizam bombas em linha de estágio único e de múltiplos estágios. As bombas em linha de múltiplos estágios são mais adequadas para aplicações que envolvem alta pressão, como bombas de reforço para pressurizar fluidos. Por outro lado, uma bomba em linha de estágio único aplica-se principalmente à transferência de fluidos mais diretos e de baixo fluxo.
Potência
Em aplicações de bombas industriais, a potência da bomba refere-se à quantidade de energia necessária para mover o líquido do lado da sucção para o lado da descarga da bomba. Em geral, a bomba em linha requer um suprimento de energia suficiente para gerenciar a cabeça de pressão e a taxa de fluxo de fluido necessárias. A potência de fornecimento deve corresponder à potência nominal na placa de identificação da bomba. A quantidade de energia é normalmente expressa em termos de potência (HP).
Taxa de fluxo
A taxa de fluxo da bomba em linha é a quantidade de fluido que está sendo transferida pela bomba por unidade de tempo. Geralmente é expressa em unidades de volume por minuto ou galão por minuto (GPM).
Cabeça
A cabeça da bomba pode ser descrita como a altura na qual a bomba pode pressurizar o fluido. O calor máximo é a altura em que o fluido registra taxa de fluxo zero. A altura manométrica é medida em pés. As bombas em linha podem atender facilmente aos requisitos de altura de alta pressão.
Flanges de extremidade
Os flanges da bomba devem se encaixar e alinhar perfeitamente para facilitar a instalação e o desempenho adequado da bomba. Há dois padrões de dimensionamento de flanges: As normas ANSI e API.
Solução de problemas da bomba em linha
A bomba em linha fornece fluxo zero após a inicialização
- Ar na bomba ou na tubulação de sucção (encha a bomba ou a tubulação com água, para expulsar o ar do sistema da bomba, pois a bomba não pode ser escorvada com ar)
- A elevação da sucção está muito alta (aumente o líquido no tanque de sucção ou abaixe a bomba para diminuir a elevação estática, inspecione se há obstrução na entrada)
- A operação da bomba em linha está invertida (certifique-se de que a direção de rotação do motor corresponda à direção da seta na carcaça da bomba; se a direção de rotação for contrária à direção indicada pela seta, inverta as polaridades da bomba)
- Impulsor, filtro ou válvula de retenção entupidos (inspecionar; limpar)
- Altura monomérica insuficiente (isso pode ocorrer devido a maiores perdas por atrito em comparação com o projeto da bomba; para corrigir isso, aumente a potência da bomba ou o diâmetro do impulsor e das tubulações).
Motor da bomba de entrada sobrecarregado
- A velocidade da bomba em linha está muito alta (Diminua a velocidade de rotação da bomba)
- fricção mecânica na bomba (inspecione o conjunto da bomba para verificar se há alguma obstrução ou deflexão)
- Enrolamento da gaxeta muito apertado (verifique e afrouxe as porcas das gaxetas, se necessário)
- Uso de fluido de densidade ou viscosidade muito alta (confirme se o motor está funcionando com o tipo certo de fluido; caso contrário, aumente o tamanho do motor)
- Desalinhamento do acoplamento (Inspecione o alinhamento do acoplamento e realinhe a bomba e o motor)
- O motor da bomba em linha apresenta alguns defeitos (inspecione o defeito do motor: ventilação ou local inadequados; e repare).
Superaquecimento do rolamento
- A bomba em linha tem um alinhamento ruim do acoplamento (verifique e realinhe)
- Tampas dos rolamentos bem fixadas (solte as tampas dos rolamentos)
- Excesso de graxa (drene o excesso de graxa)
- A bomba em linha tem lubrificação insuficiente ou o óleo lubrificante está contaminado com sujeira (inspecione o nível de óleo ou graxa, limpe a carcaça do rolamento e lubrifique)
Bomba de entrada com vibração excessiva
- O impulsor da bomba em linha está parcialmente obstruído (limpe o impulsor)
- O impulsor está muito desgastado (substitua o impulsor)
- Eixo oblíquo ou desbalanceado (verifique o eixo e substitua ou balanceie conforme necessário)
- mau alinhamento do acoplamento (inspecionar; alinhar)
Resumo
Este artigo discute as bombas em linha sob os tipos de bombas em linha, o princípio de operação, as aplicações, a seleção, a resolução de problemas, as vantagens e as desvantagens das bombas em linha. As bombas em linha são tipos de bombas centrífugas que têm bicos de sucção e descarga em uma linha reta dentro da carcaça da bomba. O fluxo do fluido não muda dentro de uma bomba em linha.
As bombas em linha são amplamente classificadas como bombas em linha verticais e bombas em linha horizontais, dependendo da orientação do eixo da bomba. As bombas em linha também têm tipos de bombas em linha de estágio único e de estágio múltiplo, que podem ter configurações verticais ou horizontais. Além disso, uma bomba em linha pode ter revestimento de PTFE ou ser uma bomba em linha antiexplosão. Cada um desses tipos de bombas em linha tem várias características que a tornam mais favorável para uma aplicação específica do que os outros tipos. As bombas verticais em linha requerem menos espaço e também são mais adequadas para aplicações de alta temperatura e alta pressão em comparação com as bombas horizontais em linha. A bomba horizontal em linha, por outro lado, pode ser acionada por meio de um motor, um motor ou uma turbina, ao contrário da bomba vertical em linha, que só pode ser acionada por meio de um motor. As bombas de PTFE não têm uma superfície molhada e são adequadas para aplicações de alta pureza, enquanto as bombas antiexplosão são mais adequadas para aplicações com alto risco de explosão, como nos setores de mineração e gás.
As bombas em linha estão associadas a inúmeras vantagens, como economia de espaço, baixa pressão líquida, alta confiabilidade, alta eficiência operacional, facilidade de instalação e manutenção e muitas outras. Entretanto, as bombas em linha também têm algumas limitações, incluindo a falta de capacidade de escorvamento automático e a incapacidade de mover sedimentos contendo líquidos. As bombas em linha também apresentam problemas de vedação mecânica e podem ser propensas à corrosão devido ao vazamento da vedação acima da bomba. As bombas em linha são amplamente usadas em várias aplicações industriais, incluindo sistemas de aquecimento e circulação de água, sistemas de ar condicionado, bombas de alimentação de caldeiras, bombas de reforço, usinas térmicas, sistemas de abastecimento de água e muito mais. A seleção de uma bomba em linha para uma determinada aplicação baseia-se na satisfação adequada de vários parâmetros de desempenho e eficiência, como o projeto da bomba, a altura necessária, a taxa de fluxo, a fonte de alimentação e o número de estágios da bomba. Os problemas comuns de solução de problemas da bomba em linha incluem o bombeamento com fluxo zero após a inicialização, vibração excessiva, sobrecarga do acionador e superaquecimento do rolamento. As causas de tais desafios e as possíveis soluções também foram exploradas e discutidas.