Bomba centrífuga autoescorvante
O que é uma bomba centrífuga autoescorvante?
Se uma bomba for colocada abaixo do nível do líquido a ser bombeado, o efeito combinado da gravidade e da pressão atmosférica garante que a bomba seja continuamente preenchida com o líquido e que o ar não se infiltre na bomba. Em muitas aplicações, entretanto, as bombas operam acima do nível do líquido, o que permite a entrada de ar na linha de sucção. A entrada de ar na carcaça da bomba causa vários problemas, inclusive superaquecimento e falha da bomba. Uma bomba centrífuga autoescorvante é um tipo de bomba projetada para evacuar automaticamente o ar na partida antes de bombear o líquido. A bomba é projetada para ter a quantidade necessária de líquido dentro da carcaça da bomba na partida antes de iniciar seu processo normal de bombeamento. Para facilitar isso, as peças de trabalho das bombas são equipadas com tolerâncias estreitas para manter o líquido dentro da carcaça da bomba. Isso também ajuda a evitar a reversão do fluxo do lado da descarga para a sucção da bomba quando ela para de funcionar. A presença constante do fluido na câmara da bomba ajuda a lidar com o acúmulo de bolhas de ar durante o mecanismo de funcionamento da bomba, simplesmente chamado de "bolsão de ar". O recurso de escorvamento automático dessa bomba leva a uma maior eficiência operacional em aplicações industriais em que as bombas são usadas para o processo de bombeamento repetido, porém intermitente.
Figura 1: Bomba centrífuga autoescorvante (créditos da imagem: indiamart.com)
Uma bomba centrífuga padrão pode ser convertida em uma bomba centrífuga autoescorvante enchendo a carcaça com água e instalando uma válvula de retenção na parte inferior da tubulação de sucção na inicialização. As bombas autoescorvantes operam criando um vácuo parcial por meio da recirculação de água dentro da cabeça da bomba. O vácuo parcial permite a entrada de água na linha de sucção.
Outros métodos podem ser usados para lidar com o problema de escorva. Uma válvula de pé antirretorno ou um tanque de evacuação pode ser usado para evitar a drenagem de fluido na linha de sucção quando a bomba é ligada. Uma bomba secundária pode ser usada para evacuar o ar na linha de sucção. No entanto, esses métodos têm algumas deficiências, incluindo o uso de um equipamento, tubulação e processo adicionais, além de exigir um custo extra. Fundamentalmente, a bomba autoescorvante evacua o ar da linha de sucção sem a necessidade de nenhum dispositivo extra e, portanto, é considerada o melhor dispositivo para contornar esse problema.
Princípio de funcionamento da bomba centrífuga autoescorvante
A bomba centrífuga autoescorvante primeiro supera a ligação do ar misturando qualquer ar residual presente no sistema da bomba com o fluido durante o processo de escorva. Isso é feito por meio da recirculação da água no cabeçote de pressão para criar um vácuo parcial para descarregar a água e expulsar o ar. A recirculação faz com que o ar e a água na carcaça da bomba se misturem no impulsor durante o ciclo de escorva. A mistura resultante se move radialmente pelo corpo da bomba e o ar tende naturalmente a subir, enquanto a água sem ar flui por gravidade de volta para a carcaça da bomba. Na carcaça, a água sem ar se mistura com o ar restante proveniente da linha de sucção à medida que o rotor gira. Esse processo se repete até que todo o ar seja evacuado, levando a um vácuo parcial na linha de sucção. Agora, a pressão atmosférica fora da linha de sucção é maior do que a pressão interna e isso força a água a fluir para a linha de sucção e em direção ao impulsor, para que o processo normal de bombeamento seja iniciado.
Figura: Processo de funcionamento da bomba centrífuga autoescorvante (créditos da imagem: northridgepumps.com)
A rotação do impulsor admite o líquido no olho do impulsor. A força centrífuga que atua sobre as pás desloca a água radial e axialmente para fora até que ela passe por todos os componentes do impulsor. O impulsor acelera o fluido, levando a um aumento em sua energia cinética antes de ser lançado na carcaça da bomba. Na carcaça da bomba, a velocidade do fluido diminui lentamente devido à expansão gradual do caminho do fluxo e, como resultado, parte da energia cinética do fluido se converte em energia de pressão estática. Depois de sair da carcaça da voluta, o fluido entra no tubo de descarga a uma pressão muito alta, o que permite que ele seja bombeado para o local desejado.
Fatores limitantes para uma bomba centrífuga com escorvamento automático
Em operação, a bomba centrífuga autoescorvante evacua o ar do lado da sucção para criar um vácuo, e a pressão atmosférica força o líquido para dentro da linha de sucção. Isso significa que o processo só pode continuar enquanto a pressão da coluna de líquido for menor do que a pressão atmosférica. Se a cabeça de pressão do líquido for igual à pressão do ar ao redor, o processo de escorva será interrompido e a bomba não poderá mais elevar a água. Por exemplo, ao bombear água, é teoricamente possível que uma bomba altamente eficiente tenha escorva automática somente até uma altura de cerca de 10 m da fonte de água. O limite exato de altura para diferentes líquidos depende da altitude e da temperatura.
Aplicações da bomba centrífuga autoescorvante
As bombas centrífugas autoescorvantes são aplicadas em várias instalações comerciais e industriais, por exemplo, usinas de energia, siderúrgicas, vinícolas e cervejarias. Elas têm as seguintes aplicações comuns.
- Bombeamento de água, combustíveis, esgoto bruto, águas residuais industriais
- Irrigação
- Bombas de água de inundação para porões
- Aumento da pressão da água
- Estações de tratamento de esgoto para bombear o esgoto bruto para a instalação de tratamento
- Sistemas de transferência de líquidos: para mover o produto pelas linhas de produção, esvaziar tanques de água e tambores
- Desaguamento de operações de construção e mineração (para essas aplicações, as bombas são chamadas de bombas de lixo)
Vantagens de uma bomba centrífuga autoescorvante
- Capaz de lidar com uma variedade de líquidos, incluindo lamas, fluidos corrosivos e sólidos
- Adequado para processos frequentes e intermitentes
- Eles são mais fáceis de manter
- Têm alta confiabilidade e não dependem de válvulas adicionais para operar
- Ter a capacidade de continuar bombeando mesmo quando localizado fora do poço (ou seja, não mais submerso em um tanque)
- Capaz de manusear partículas sólidas
Desvantagens de uma bomba centrífuga autoescorvante
- Ineficiente no manuseio de sólidos porque é necessária uma grande folga
- Requer um grande volume para auxiliar no processo de escorva
- O líquido de escorva inicial deve ser adicionado manualmente ao reservatório da bomba
- A bomba pode ser maior do que uma bomba padrão devido à necessidade de um reservatório maior
- A bomba deve ser instalada o mais próximo possível da linha de produção para evitar que o líquido dentro do reservatório da bomba se esgote durante o processo de escorva. Uma linha de sucção longa significa um volume maior de ar que deve ser evacuado quando a bomba é ligada.
- Geralmente mais expressivo do que uma bomba centrífuga padrão
- Têm elevação de sucção limitada (máximo de 7,6 m)
Solução de problemas de bombas centrífugas autoescorvantes
A solução de problemas de uma bomba centrífuga autoescorvante é um processo muito simples se as ferramentas necessárias e o guia do fabricante estiverem disponíveis. Alguns problemas comuns de solução de problemas de uma bomba autoescorvante incluem: bomba que demora a escorvar ou não escorva, bomba que entope com frequência, operação barulhenta, bomba que desliga ou que não fornece a vazão nominal.
Bomba lenta para escorvar ou não escorvar
- Pode haver um vazamento na linha de sucção (verifique se há vazamento enrolando um filme plástico ao redor de cada junta e consertando o vazamento)
- A linha de sucção é muito longa ou o diâmetro é muito grande (reduza o diâmetro ou a construção do tubo)
- A velocidade da bomba está baixa (aumente a velocidade da bomba)
A bomba autoaspirante entope com frequência
- a bomba está operando muito à esquerda na curva do fabricante (acelere a bomba)
- Impulsor inadequado para a aplicação (atualize a bomba com um impulsor para manuseio de sólidos)
- Instale um filtro na linha de sucção
A bomba centrífuga autoescorvante está fazendo barulho
- A bomba está fazendo vértices, ou seja, puxando ar da superfície do líquido. Às vezes, isso se manifesta na forma de um redemoinho na superfície da água (abaixe a linha de sucção, aumente o diâmetro da linha de sucção)
- O impulsor está danificado ou desgastado (substitua o impulsor)
- Os rolamentos do motor estão desgastados (substitua os rolamentos
- A placa de montagem e a fundação não têm rigidez suficiente (reforce a fundação, monte a bomba com firmeza)
- A elevação de sucção é muito alta (reduza a elevação de sucção) ou presença de material estranho na bomba (desmonte a bomba e limpe-a)
- Bomba trabalhando em cavitação (cabeça de sucção positiva líquida muito baixa, inspecione as perdas de sucção, abra totalmente a válvula de entrada, corrija o projeto de sucção)
A bomba centrífuga autoescorvante é desligada ou não fornece a vazão nominal.
- Linha de sucção bloqueada ou parcialmente bloqueada (pode ser indicada por uma leitura de sucção alta)
- A bomba precisa de ajuste de folga
- incompatibilidade entre a tensão do motor e a tensão de alimentação da linha (verifique a tensão de alimentação do motor em relação à especificação de tensão na placa de identificação)
- Colisão entre o impulsor e a carcaça da bomba ou falta de rotação livre do impulsor (desmonte a bomba, alinhe o impulsor ou substitua-o)
A bomba centrífuga autoescorvante não dá partida nem funciona
- Deficiências na fiação da bomba, ou seja, conexões soltas ou fiação quebrada (conserte qualquer conexão solta, substitua o fio quebrado e certifique-se de que a fiação da bomba esteja de acordo com o diagrama de fiação do motor)
- O fusível está queimado ou o disjuntor está aberto (substitua o fusível, reinicie o disjuntor)
- O motor está resolvido
- Um circuito aberto na sobrecarga térmica (deixe a bomba esfriar, verifique o motivo da sobrecarga e reinicie a bomba)
Manutenção de uma bomba centrífuga autoescorvante
Manutenção de componentes mecânicos
- Certifique-se de que o impulsor e a tubulação sejam desentupidos regularmente
- Mantenha o rolamento bem lubrificado: garanta que o nível necessário de óleo lubrificante seja mantido e que a caixa do rolamento seja mantida limpa
- Aperte toda a montagem mecânica para manter a bomba firme e segura. Além disso, sempre verifique se os flanges e o acoplamento da bomba estão apertados.
- Substitua todas as peças desgastadas da bomba: o impulsor, o selo mecânico e a gaxeta devem ser verificados regularmente e substituídos se estiverem desgastados para evitar vazamentos.
Manutenção de componentes elétricos
- O sistema de fiação deve ser mantido livre de conexões soltas
- O estator deve ser inspecionado quanto a arqueamento e superaquecimento
- Os enrolamentos do motor devem estar livres de sujeira e poeira
Resumo
Este artigo aborda a bomba centrífuga autoescorvante, os princípios operacionais e as vantagens e desvantagens da bomba. Uma bomba autoescorvante foi definida como uma bomba com capacidade de evacuar o ar na linha de sucção na inicialização antes de iniciar sua operação normal de bombeamento. Após a escorva manual inicial, a bomba sempre retém uma quantidade necessária de líquido em seu reservatório para ajudar no próximo ciclo de escorva. Devido à capacidade de escorvamento automático das bombas autoescorvantes, elas geralmente encontram aplicações em plantas de processo onde são usadas para operações repetidas, porém intermitentes. A bomba tem uma variedade de aplicações, como irrigação, bombeamento de água, estações de tratamento de esgoto, desaguamento em locais de construção e mineração e sistemas de transferência de líquidos. A operação dessa bomba é limitada pela pressão do ar circundante, pela altitude e pela temperatura. Como o processo de trabalho é altamente dependente da pressão atmosférica, a altura máxima até a qual uma bomba eficiente pode se autoaspirar é limitada a 10 m acima da fonte de água. Os principais benefícios da bomba incluem a capacidade de lidar com diversos líquidos e partículas sólidas, alta confiabilidade, facilidade de manutenção e a capacidade de continuar bombeando mesmo quando não está submersa. Algumas das desvantagens da bomba incluem grande volume, portanto, necessidade de muito espaço, manuseio ineficiente de sólidos, elevação de sucção limitada e alto custo. A bomba está associada a alguns problemas comuns de solução de problemas, incluindo bomba com escorvamento lento ou sem escorvamento, bomba entupida com frequência, operação barulhenta, desligamento da bomba ou falha em fornecer a taxa de fluxo nominal. A operação e a longa vida útil da melhor bomba autoescorvante podem ser gerenciadas por meio da manutenção regular dos componentes mecânicos e elétricos.