Como escolher a bomba certa?

Como escolher uma bomba?

Para escolher uma bomba que atenda às suas necessidades, você deve determinar suas características de acordo com o uso.

Primeiramente, você deve determinar qual mídia será transferida para evitar fenômenos de corrosão e, portanto, desgaste prematuro de sua bomba. Portanto, é essencial conhecer a composição química da mídia a ser bombeada, sua viscosidade e a possível presença de componentes sólidos. Um conhecimento detalhado de todas as propriedades físicas do fluido tratado permitirá que você escolha a tecnologia ideal para sua aplicação e os materiais de construção compatíveis com a mídia bombeada. Existem tabelas de compatibilidade química para consultar antes de escolher o invólucro de sua bomba. Em seguida, você deve verificar as características relacionadas ao transporte da mídia, em particular:

O fluxo que você requer geralmente medido em m3/h (metros cúbicos por hora) ou GPM (galões por minuto), o fluxo influencia necessariamente o tamanho e as dimensões de sua bomba;
A altura de sucção (altura entre a entrada do tubo de sucção e a bomba): como regra geral, a altura de sucção não deve exceder 10 metros. Além disso, é necessário considerar o uso de uma bomba submersível.
A altura de descarga (altura entre a bomba e a saída do tubo de descarga).
O comprimento do circuito de descarga.
Perdas de carga ligadas a obstáculos no circuito de bombeamento (válvulas, curvas, etc.).
Se há um tanque de descarga ou não, poderia mudar a altura.
A temperatura depende, portanto, da escolha do invólucro da bomba.

Esses diferentes valores permitem que você calcule o NPSHa (Altura de Sucção Líquida Positiva disponível) da instalação. Isso permitirá que você escolha uma bomba adequada e evite qualquer risco de cavitação. Você também terá que controlar a eficiência, que deve ser ideal a 30% a mais ou menos do fluxo nominal desejado.

Que tipo de mídia eu preciso bombear?

A mídia que precisa ser transportada é muito importante ao escolher uma bomba, pois as características da bomba dependem de sua viscosidade (ou seja, a resistência do fluido a um fluxo uniforme), sua temperatura de sucção e se há ou não elementos sólidos nela. Você precisará determinar se a mídia a ser transportada é quimicamente neutra ou corrosiva para escolher a bomba projetada para operar nessas condições.

Como regra geral, quanto mais viscosa a mídia, mais difícil será o fluxo através do seu sistema de bombeamento, mas cuidado, a viscosidade da mídia varia de acordo com as condições de operação. Existem 4 grupos principais de fluidos de acordo com seu nível de viscosidade; no primeiro grupo, há fluidos como água, óleo ou álcool que se movem da mesma maneira, independentemente da velocidade ou nível de agitação. Para esses tipos de usos, você não terá muitas restrições na escolha da sua bomba. No segundo grupo, há certos produtos alimentícios como manteiga ou creme cuja viscosidade aumenta com a agitação; portanto, nesses casos, uma bomba centrífuga padrão não será adequada para o fluxo do fluido. O terceiro grupo inclui mídias que têm um limite a ser ultrapassado antes de fluir. Uma vez atingido esse ponto, a viscosidade diminui com a agitação. Adesivos, tintas e graxas fazem parte do quarto grupo que são muito espessos em repouso, mas sua viscosidade diminui se a agitação constante for mantida.

Geralmente, para fluidos de baixa viscosidade (primeiro e segundo grupo), as bombas centrífugas são as mais adequadas porque a ação de bombeamento gera uma alta taxa de cisalhamento do fluido, à medida que a viscosidade aumenta, você terá que levar em consideração a resistência adicional que o fluido exercerá sobre a taxa de cisalhamento. Por outro lado, as bombas de deslocamento positivo são a melhor escolha para fluidos viscosos (terceiro e quarto grupo) porque operam em velocidades mais baixas e a energia de cisalhamento transferida para os fluidos é menor do que a das bombas centrífugas.

Quais são os diferentes tipos de bombas?

Há diferentes tipos de bombas, a saber:

Bombas centrífugas (o fluido é sugado por uma pá ou hélice); são o modelo mais comum.
Bombas de diafragma (o fluido é sugado pela oscilação de um diafragma).
Bombas de pistão (o fluido é sugado e expelido pelo movimento alternativo de um ou mais pistões).
Bombas peristálticas (o fluido é empurrado para um tubo comprimido por rolos rotativos).
Bombas de engrenagem (o fluido é sugado e descarregado pela rotação de um rotor e pinhão ou por dois pinhões girando em direções opostas).

Também existem bombas dedicadas a usos específicos, que incorporam os vários princípios de funcionamento descritos acima, por exemplo:

Bombas dosadoras, ou bombas dosadoras, são usadas para injetar um fluido de forma precisa e precisa.
As bombas de elevação são usadas, por exemplo, para evacuar águas residuais.
As bombas de tambor são usadas para transferir um fluido contido em um tambor ou galão.
As bombas de lubrificação, como o nome indica, são usadas para gerenciar a lubrificação de um sistema.
As bombas submersíveis sugam diretamente o fluido para a bomba, portanto, não são limitadas pela altura de sucção.

Quando você deve usar uma bomba centrífuga?

Você pode considerar o uso de uma bomba centrífuga se precisar bombear um meio com baixa viscosidade e potencialmente contendo elementos sólidos. As bombas centrífugas são equipamentos robustos que geralmente oferecem boa eficiência.

Esse tipo de bomba pode bombear grandes volumes e a um fluxo constante. Geralmente, elas não são autoescorvantes. Portanto, você deve preencher o circuito independentemente antes que a bomba seja colocada em serviço.

Você também pode considerar esse tipo de bomba para abastecer uma estação de tratamento de águas residuais, ou transportar fluidos espessos ou líquidos de limpeza, como na indústria petroquímica.

Quando você deve usar uma bomba peristáltica?

Você pode considerar o uso de uma bomba peristáltica, que é ideal para meios limpos, estéreis ou agressivos, quando você precisa garantir que o fluido bombeado não seja contaminado por um agente externo. Essas bombas também permitem dosar o meio com precisão. Com esse tipo de bomba, o meio se move através de um tubo e não entra em contato com o corpo da bomba, o que garante uma solução de bombeamento higiênica.

Essas são bombas autoescorvantes, pois a recuperação do tubo cria uma ação de escorvamento e permite que a bomba evacue fluidos contendo ar ou possíveis resíduos gasosos.

Por outro lado, esse tipo de bomba é relativamente volumoso em comparação com outras bombas com taxas de fluxo semelhantes. Além disso, a taxa de fluxo não é constante porque a bomba peristáltica opera com pulsações. Esse tipo de bomba também requer manutenção regular para evitar o desgaste da mangueira no corpo da bomba, mas a mangueira é o único elemento que precisa ser substituído, o que representa um custo relativamente baixo.

As bombas peristálticas geralmente operam em baixas taxas de fluxo. Elas são principalmente usadas na indústria química e no campo médico.

Quando você deve usar uma bomba de diafragma?

Você pode considerar o uso de uma bomba de diafragma quando precisar transportar meios muito viscosos ou muito densos. Geralmente, essas bombas são de diafragma duplo para permitir a sucção e depois a descarga do meio transportado. Essas bombas podem funcionar a seco: não requerem lubrificação e são autoescorvantes. Essas bombas são principalmente usadas na indústria química, mas são extremamente flexíveis, sendo agora utilizadas em muitos setores, como a indústria alimentícia, eletrônica e de mineração.

Geralmente, as bombas de diafragma de alta capacidade são operadas pneumaticamente. Portanto, você deve considerar verificar a capacidade de sua rede pneumática se a bomba for usada em um edifício industrial, ou fornecer um compressor de ar nas proximidades se precisar usar a bomba ao ar livre.

Quando você deve usar uma bomba de engrenagem?

Você pode usar uma bomba de engrenagem quando precisar transportar líquidos viscosos a alta pressão, se eles não contiverem partículas sólidas. Como tal, são adequadas para bombear materiais altamente viscosos em altas temperaturas, e também têm a capacidade de reverter sua direção de bombeamento.

Essas bombas são caracterizadas por um fluxo constante com muito pouco ruído durante a operação. Geralmente, essas bombas são confiáveis e compactas, com um design simples, portanto, sua manutenção não será muito cara. No entanto, elas não são ideais para usos de muito alto fluxo.

Elas são amplamente utilizadas na indústria automotiva para lubrificar todas as partes do motor. Também são frequentemente usadas no processamento de plásticos, em prensas automáticas ou no setor de fundição. Essas bombas também podem fornecer uma função de dosagem.

Quando você deve usar uma bomba de pistão?

As bombas de pistão podem ser usadas para meios de baixa viscosidade e fluxo médio (na faixa de 80 m³/h). Além disso, bombear partículas sólidas é impossível com esse tipo de equipamento, pois a bomba só pode garantir um funcionamento adequado se a vedação entre o cilindro e o pistão for perfeita.

Para usos de alta pressão, você pode optar por uma bomba de êmbolo, que difere das bombas de pistão pelo fato de que o selo não se move com o pistão, sendo fixo e, portanto, capaz de suportar pressões mais altas.

Há diferentes versões de bombas de múltiplos pistões (duplex, triplex, etc.) que garantem uma vida útil mais longa para a bomba, pois a pressão é distribuída por vários pistões. Nesses casos, tenha cuidado com a velocidade de rotação, pois ao optar por reduzir o número de pistões para atingir o mesmo nível de pressão, a velocidade será maior e, consequentemente, poderá haver pulsos mais altos.

Essas bombas são, portanto, ideais para alcançar altas pressões, sendo assim muito adequadas para aplicações como bombeamento de óleo, limpadores de alta pressão ou para aplicações de dosagem como alternativa às bombas de diafragma.

Como escolher entre uma bomba submersível e uma bomba montada na superfície?

A escolha entre uma bomba submersível e uma bomba montada na superfície depende da altura total de sucção. Se o meio a ser sugado for mais profundo do que 7 metros, então será necessário usar uma bomba submersível, pois uma bomba montada na superfície não seria capaz de extrair um fluido a essa profundidade.

Por outro lado, se a altura de sucção permitir o uso de ambos os tipos de bomba, a escolha deve ser feita de acordo com a aplicação, condições ambientais e frequência de uso. As bombas montadas na superfície permitem fácil acesso e, portanto, são mais fáceis de manter. No entanto, as condições de instalação podem influenciar o desempenho da bomba. Portanto, é necessário fornecer proteção contra condições climáticas adversas e possíveis agentes externos.

Outra desvantagem das bombas montadas na superfície é a necessidade de escorvamento, enquanto no caso de uma bomba submersa, o invólucro é imerso no líquido a ser bombeado e, portanto, já está escorvado.

No caso de uma bomba montada na superfície, você pode optar por uma bomba autoescorvante quando o circuito não pode ser escorvado independentemente. Esse tipo de bomba é equipado com um mecanismo para remover o ar do tubo de sucção e uma válvula de retenção para evitar que o líquido retorne para o tubo de sucção quando a bomba é desligada.

Quais são os principais motores usados para bombas?

As bombas geralmente têm duas partes distintas: a parte da bomba em si, que transporta o meio, e a parte de motorização, que aciona a bomba.

As bombas elétricas que usam um motor elétrico são as mais comuns. O fornecimento de energia depende, em particular, da altura (altura de sucção e altura de descarga), perdas de altura, distância de transporte e vazão.

As bombas autônomas são geralmente bombas motorizadas equipadas com um motor de combustão. Ao contrário de uma bomba convencional que requer uma fonte externa de energia, uma bomba motorizada é uma bomba, geralmente centrífuga, associada a um motor de combustão (diesel ou gasolina), o que a torna autônoma em seu uso. Esse tipo de bomba é usado principalmente na agricultura e em situações de emergência para combate a incêndios. As bombas motorizadas também são úteis como um relé quando o líquido precisa ser transportado por longas distâncias.

Também existem bombas pneumáticas que operam com ar comprimido; essas bombas são principalmente usadas para aumentar a pressão em um circuito. Sem fazer referência a bombas manuais, algumas bombas podem ser vendidas sem um motor. Nesse caso, é necessário fornecer o sistema que permitirá que elas operem.

Como evitar a cavitação da bomba?

A cavitação ocorre quando o líquido bombeado está próximo de seu ponto de ebulição (ou seja, sua transformação em gás, que depende da temperatura do líquido e da pressão a que está sujeito). A cavitação é causada pela formação de bolhas de vapor implodindo, que podem danificar rapidamente a bomba e gerar ruídos que podem ser irritantes.

Portanto, é importante verificar se a bomba está bem adaptada à configuração geral da instalação e, em particular, à altura de sucção. Para evitar a cavitação da bomba, é preferível antecipar a formação de bolhas de gás verificando se a bomba está dimensionada corretamente para a instalação. Isso requer o cálculo de um valor chamado NPSHa (Altura de Sucção Líquida Positiva Disponível), que depende da vazão, pressão, perdas de altura e sucção, bem como da altura de descarga. O fabricante da bomba indica um valor chamado NPSHr (Altura de Sucção Líquida Positiva requerida). Ambos os valores são expressos em metros, e para que a bomba seja dimensionada corretamente, você deve verificar se o NPSHa calculado é pelo menos 0,5 m maior que o NPSHr.

Se um problema de cavitação ainda ocorrer, você pode considerar algumas modificações que aumentarão o NPSHa, como:

Reduzir a temperatura do meio na entrada da bomba (por exemplo, adicionando um anel de resfriamento).
Diminuir a velocidade da bomba.
Instalar uma mangueira de sucção com um diâmetro maior.
Reduzir as perdas de altura (causadas em particular por atrito) eliminando curvas e válvulas desnecessárias.

Você também pode reduzir o NPSHr tomando as seguintes medidas, por exemplo:

Reduzir o diâmetro do tubo de descarga.
Instalar uma válvula de estrangulamento no circuito de descarga.
Substituir a bomba existente por uma bomba mais adequada às condições de operação.