Teoria Geral de Bombas

Bombas são dispositivos usados para impulsionar líquido, desde um estado de baixa pressão estática a outro de maior pressão estática; is...

Bombas são dispositivos usados para impulsionar líquido, desde um estado de baixa pressão estática a outro de maior pressão estática; isto pode ser conseguido das maneiras seguintes:

a) fazendo atuar uma força sobre o líquido, através de um pistão de movimento alternado ou rotativo;

b) pela transmissão de trabalho mecânico ao líquido, através de aletas giratórias; e

c) mediante troca de impulsão, ou seja, o líquido impulsor que entra em grande velocidade, se choca com o líquido impulsionado, mais lento e, cede uma parte de sua energia; o aumento de pressão do líquido impulsionado deve-se à energia de velocidade, que se transforma em energia de pressão.

Equivalência de Medidas de Pressão e Vazão

As medidas padronizadas pelo sistema internacional (SI) para pressão e vazão de bombas são respectivamente Kgf/cm2 (kilograma força por centímetro quadrado) e lpm (litros por minuto). Muitos dos instrumentos existentes em nossas viaturas contêm medidas no sistema inglês, até por sua origem, portanto as tabelas abaixo devem sempre ser fonte de consulta para conversões de medidas:

Princípio de Funcionamento de Bombas

A altura que a bomba pode fazer a sucção de um manancial situado em nível inferior ao dela é determinada pela pressão atmosférica.

a) A pressão atmosférica é o peso da camada de ar que envolve a terra sobre um centímetro quadrado ou uma polegada quadrada de superfície igual, respectivamente, a 1 Kgf/cm2 ou 14,7 psi (Pound per square inch-libras por polegada quadrada) ao nível do mar.

b) Para cada 300 metros de elevação, a pressão da atmosfera diminui aproximadamente 0,4 Kgf/cm2 (0,5 psi); portanto, ao nível do mar, a água pode ser seccionada a altura superior às regiões montanhosas.

c) A pressão atmosférica é a força que eleva a água para a bomba, a qual produz vácuo em seu interior e, posteriormente, adiciona a pressão necessária; isto pode ser explicado pelas ilustrações da figura 1.

1) Na folha de papel, a pressão é igual em ambas às faces (a).

2) No copo, a pressão é a mesma tanto no exterior como no interior do copo (b).

3) A folha de papel é colocada no topo do copo e, observa-se que a pressão atmosférica é igual tanto no interior e exterior do copo como na superfície do papel (c).

4) Agora, se for retirada à pressão atmosférica do interior do copo, a pressão será maior no lado exterior, forçando o papel para o interior do copo (d).

5) A pressão será a mesma invertendo-se o copo (e).

d. A bomba eleva a água da mesma forma; a diferença entre a pressão interna e a pressão atmosférica determina a altura a que a água será elevada no mangote de sucção.

Visto que a pressão atmosférica influi na elevação da água, algumas considerações devem ser feitas sobre o seu peso e volume.

a. A pressão atmosférica ou <altura> é medida em Kgf/cm2 (psi); por exemplo:

a coluna de água de uma polegada quadrada de base e um pé (33 centímetros) de altura pesa 0,434 gramas, ou, uma coluna de água de um centímetro quadrado de base e um metro de altura pesa 0,1 Kg.

1) Conectando-se um manômetro na base da coluna, a leitura será de 0,1 Kgf/cm2 (0,434 psi).

2) A forma do recipiente não fará diferença à pressão, desde que a coluna d’água esteja somente com um pé de altura e uma polegada quadrada de base, ou, um metro de altura e um centímetro quadrado de base.

3) Caso a coluna d’água em qualquer dos recipientes, alguma alcance 10 metros de altura, a leitura na base do recipiente será de 1 Kgf/cm2.

a) Um metro cúbico (1m3) de água tem uma base se 10.000 cm2 para 1 metro de altura; portanto, 1 m3 de água pesará 1.000 quilos.

b) O peso de um metro de coluna de água é igual a 0,1 Kgf/cm2 e de 10 metros é igual a 1 Kgf/cm2.

b. A pressão atmosférica no nível do mar é igual a 1 Kgf/cm2; portanto, caso a bomba tenha uma escorva perfeita ela elevará a água a 10 metros.

c. O princípio da pressão atmosférica é mostrado na figura 3, onde se pode observar que a diferença entre a pressão interna da bomba com o mangote de sucção e a pressão externa na superfície da água determina a elevação, desprezando-se a perda de carga (energia perdida na passagem do fluxo d’água

através do mangote de sucção).

1) Caso A - pressão interna igual à pressão externa; resultado: não há elevação.

2) Caso B - pressão interna 0,03 Kgf/cm2, menor que a pressão externa; resultado: 0,30 m de elevação.

3) Caso C - pressão interna 0,07 Kgf/cm2, menor que a pressão externa; resultado: 0,70 m de elevação.

4) Caso D - pressão interna 0,3 Kgf/cm2, menor que a pressão externa; resultado: 3 m de elevação.

d. Normas estabelecem que as bombas de incêndio tenham capacidade para elevar água, em sucção, somente à altura de 7,50 metros, devido ao atrito e entradas falsas de ar durante a escorva.

e. Perda de carga por fricção também influirá na coluna de elevação.

1) A perda de carga depende do volume do fluxo de água e do diâmetro do mangote utilizado na operação de sucção.

2) Caso o fluxo de água seja pequeno ou não exista, haverá pouca perda de carga por fricção.

3) Caso o fluxo de água seja grande, haverá uma expressiva perda de carga por fricção, a qual absorverá parte da energia disponível onde houver diferença entre as pressões internas e externas, reduzindo a coluna de elevação.