Bombas centrífugas

Como funciona uma bomba centrífuga? 

Uma bomba centrífuga converte a potência de entrada em energia cinética através de um impulsor rotativo na câmara. O fluido entra na secção de entrada e é sugado pela força centrífuga. À medida que a velocidade aumenta, a pressão é convertida para uma pressão e velocidade maiores e, por sua vez, é descarregada da câmara. A eficácia da bomba deve-se à interação da câmara e do impulsor. 

Elementos de funcionamento 

Os elementos principais da bomba centrífuga são a câmara e o impulsor da bomba, os quais estão disponíveis nas versões de escoamento axial, escoamento radial, escoamento misto e canal lateral. 

Câmaras de bomba 

O modelo da câmara da bomba determina a direção do escoamento do fluido através da bomba.  

As câmaras de bomba são classificadas como de voluta, difusora e vórtice. 

• Voluta: o impulsor é iniciado no corpo da bomba. 
• Difusora: o fluido é expelido pelo impulsor através de uma série de palhetas curvas no interior da parede da câmara. 
• Vórtice: a bomba não gera uma força centrífuga, uma vez que o impulsor fica encaixado na câmara e, por conseguinte, fora da região de caudal da voluta. 

O modelo do impulsor determina o tipo de fluidos que podem circular através da câmara da bomba. A combinação destes dois elementos oferece uma solução de bombagem altamente eficaz para o mais variado número de aplicações. 

Tipos de impulsores 

Existem três opções de impulsores principais: aberto, semiaberto e fechado. 

• Os impulsores abertos são essencialmente um conjunto de palhetas montadas no veio da bomba. Este modelo simples permite a passagem de sólidos pela bomba sem entupir o impulsor. 
• Os impulsores semiabertos são providos de uma placa traseira, que aumenta a resistência do impulsor. O fluido que entra na bomba não passa pela secção de entrada, mas sim entre o revestimento e as palhetas. 
• Os impulsores fechados utilizam palhetas contidas no interior de dois discos ou bocais. Estes impulsores são utilizados em bombas de escoamento radial para configurações de secção de entrada única e dupla. 

Menos comuns são os impulsores de vórtice, parafuso e lâmina. Tratam-se de variações baseadas em impulsores abertos e semiabertos e têm sido desenvolvidas para ir ao encontro de aplicações mais especializadas que envolvem lamas e sólidos mais agressivos. 

Bombas de fase simples, fase dupla e fases múltiplas 

• Fase simples: a bomba de fase simples contém apenas um impulsor. Esta bomba foi desenvolvida para ser utilizada em configurações verticais e horizontais. 
• Fase dupla: a bomba de fase dupla possui um par de impulsores que são montados costas com costas num veio comum dentro de uma única voluta. 
• Fase múltiplas: As bombas de fases múltiplas contêm vários impulsores ligados em série, de modo a proporcionar uma pressão de fluidos elevada em cada fase. 

Modelo radial, axial e misto 

• Escoamento radial: o fluido é bombeado numa direção radial pelo impulsor desde o centro até às pontas das lâminas inclinadas. Isto faz com que o fluido seja vertido nos ângulos certos para o veio. 
• Escoamento axial: a bomba possui um diâmetro de entrada mais largo do que o diâmetro do impulsor que expele o fluido ao longo do eixo do veio. 
• Escoamento misto: o escoamento do fluido pode ser descrito como estando entre o modelo axial e radial. Por outras palavras, o modelo de escoamento misto combina as caraterísticas das bombas de escoamento radial e escoamento axial. 

Bombas com acionamento magnético 

A exceção ao modelo geral de bombas centrífugas é a bomba com acionamento magnético. Neste modelo, o veio encontra-se inteiramente no interior da câmara da bomba e é movido por ímanes rotativos no revestimento da bomba, que são acionados por um motor externo. Isto garante que a câmara da bomba está completamente vedada para impedir qualquer fuga para a atmosfera, uma vez que não existem vedantes no veio. 

Vantagens das bombas centrífugas 

A bomba centrífuga é mais eficiente e fiável do que uma bomba volumétrica e foi concebida para permitir caudais altos e baixos em altas e baixas pressões. Seguem-se algumas das principais vantagens das bombas centrífugas: 

• Tipo de bomba com preços e custos de operação relativamente baixos. 
• Manutenção fácil graças ao seu design simples, que resulta num período de vida útil longo e num custo do ciclo de vida baixo.  
• Eficiência no tratamento de fluidos de baixa viscosidade. 

• Resistência a líquidos abrasivos e corrosivos. 
• Bom escoamento de fluidos. 

As desvantagens das bombas centrífugas são que nem todas as versões são autoferrantes e, devido a forças de cisalhamento elevadas, não são as mais adequadas para fluidos de alta viscosidade ou produtos sensíveis. A uma pressão igual ou superior a 300 mPa, a sua taxa de eficiência diminui rapidamente. Embora a bomba possa funcionar a este nível de viscosidade, tal não é sustentável.  

A vantagem que têm sobre outros tipos de bombas é o facto de conseguirem satisfazer a mais vasta gama de aplicações em várias indústrias. 

Aplicações 

As bombas centrífugas podem ser utilizadas em aplicações desde a descarga e esvaziamento de recipientes até à transferência e circulação de fluidos. Uma vez que este tipo de bomba é mais eficiente no tratamento de fluidos de baixa viscosidade, este é principalmente utilizado e adequado para a transferência de líquidos como água, óleos leves, glicol, combustíveis, químicos e determinados tipos de lamas. Estas bombas são particularmente adequadas para o tratamento e transporte de água, tintas e revestimentos de superfícies, alimentos, bebidas, produtos farmacêuticos e líquidos abrasivos. 

Aplicações higiénicas 

As bombas centrífugas higiénicas de aço inoxidável são concebidas para bombear líquidos de forma eficiente e segura na produção de alimentos e bebidas, como o bombeamento de leite, sumos de fruta, refrigerantes e cerveja. Aditivos, como aromas, glucose e óleos, também são transferidos através de bombas centrífugas.  

As bombas centrífugas higiénicas com as certificações 3-A, FDA e EU1935/2004 têm propriedades de construção especiais: 

• As bombas centrífugas higiénicas trabalham com vedantes de veios especiais. 

• Os impulsores possuem uma geometria de elevada eficiência. 
• Os revestimentos das bombas centrífugas para processos higiénicos são concebidos sem espaços mortos, para que as bombas possam ser limpas com facilidade. 
• Os processos de higienização em circuito fechado e desinfeção em circuito fechado limpam e desinfetam as bombas sem a necessidade de desmontar e voltar a montar as mesmas. 

Além disso, os fabricantes das indústrias alimentar, farmacêutica, cosmética e química utilizam bombas centrífugas higiénicas para transferir extratos, emulsões e água ultrapura. 

Aplicações industriais 

Existem vários tipos e tamanhos de bombas industriais, o que torna importante escolher a tecnologia e o modelo indicados para a aplicação em causa. Por exemplo, as bombas centrífugas monobloco feitas de ferro fundido com veios de aço inoxidável são adequadas para a distribuição de água e o bombeamento de água para a indústria, enquanto os impulsores abertos e o material de aço inoxidável do revestimento da bomba e do impulsor oferecem uma maior resistência química. As bombas centrífugas de fases múltiplas podem ser utilizadas para aumentar a pressão do sistema de água, com ligações angulares para uma integração mais fácil nos sistemas existentes. É necessário garantir um tamanho da saída adequado, uma vez que as bombas demasiado grandes podem tornar-se dispendiosas devido aos requisitos energéticos do motor. 

Aplicações comerciais 

As bombas centrífugas são utilizadas em várias aplicações do setor comercial e privado, incluindo:  

• Bombas a jato autoferrantes para irrigação e horticultura. 
• Bombas de poços de fases múltiplas para produção de água. 

• Bombas submersíveis com interruptores de boia para o esvaziamento de tanques de águas pluviais. 
• Bombas submersíveis com retalhadoras integradas para escoar fossos que contenham água suja. 

Considerações importantes ao selecionar a bomba adequada 

Ao selecionar a bomba adequada, é a aplicação que deve determinar o tipo de bomba mais indicado. Parâmetros como o volume e a pressão de descarga, temperatura, caraterísticas de escoamento, pressão de vapor, teor de sólidos, corrosividade, toxicidade e higiene determinam o tipo de bomba mais adequado. Também é fundamental escolher o impulsor correto e o tamanho apropriado do mesmo para a aplicação. Todos os impulsores têm as suas vantagens e desvantagens, possuem diferentes eficiências operacionais e são adequados para diferentes aplicações e fluidos. Os impulsores abertos são concebidos para reduzir o desgaste e potenciais obstruções, enquanto os impulsores semiabertos são fáceis de limpar e tratam de fluidos difíceis que contêm materiais fibrosos, areias e lamas. Por outro lado, os impulsores fechados são indicados para produtos gasosos, fluidos limpos ou finos que não contenham sólidos e/ou fluidos agressivos. 

Porquê escolher a AxFlow? 

A AxFlow oferece bombas centrífugas e acessórios para a mais vasta gama de indústrias e aplicações. O objetivo da AxFlow é de garantir sempre que as bombas centrífugas fornecidas satisfazem os requisitos e expetativas dos clientes. Precisa de apoio para selecionar a bomba adequada às suas necessidades? Não hesite em contactar-nos. Os especialistas e engenheiros da AxFlow podem fornecer-lhe orientações sobre as complexidades das bombas centrífugas, desde a seleção e especificação à instalação do equipamento e ao suporte de acompanhamento.