Uma bomba centrífuga é o tipo de bomba mais utilizado na indústria, na gestão da água e na construção. Mas como funciona exactamente uma bomba centrífuga e para que aplicações é este tipo mais adequado? Neste artigo, explicamos o princípio de funcionamento, os componentes principais e as áreas de aplicação mais importantes, para que possa avaliar melhor se uma bomba centrífuga se adequa à sua situação.
O que é uma bomba centrífuga?
Uma bomba centrífuga é um tipo de bomba que desloca fluidos através da força centrífuga. A bomba converte a energia de rotação de um accionamento (geralmente um motor eléctrico ou motor diesel) em energia cinética e, posteriormente, em energia de pressão, transportando o fluido através do sistema.
As bombas centrífugas pertencem à categoria das bombas rotodinâmicas e distinguem-se das bombas volumétricas por funcionarem com um caudal contínuo em vez de volumes discretos.
Como funciona uma bomba centrífuga?
O funcionamento de uma bomba centrífuga desenvolve-se em três etapas.
Etapa 1: O fluido entra na carcaça da bomba. O fluido é dirigido através da ligação de aspiração para o centro (o “olho”) do impulsor em rotação. Uma bomba centrífuga não aspira activamente o fluido: o impulsor em rotação cria uma depressão no lado de aspiração, fazendo com que a pressão atmosférica (ou a pressão do sistema) empurre o fluido em direcção à bomba.
Etapa 2: O impulsor acelera o fluido. O impulsor em rotação projecta o fluido para o exterior através das suas pás. A força centrífuga aumenta a velocidade do fluido. O desenho das pás (curvas, de dupla curvatura ou rectas) determina a eficiência desta transferência de energia.
Etapa 3: A carcaça da bomba converte velocidade em pressão. Na carcaça em forma de espiral (a “voluta”), a secção transversal aumenta gradualmente. Isto desacelera o fluido e converte a energia cinética em energia de pressão. O fluido sai da bomba através da ligação de descarga com pressão suficiente para circular pelo sistema de tubagem.
Este princípio de funcionamento torna as bombas centrífugas particularmente adequadas para aplicações onde grandes volumes de fluido precisam de ser deslocados continuamente.
Componentes principais de uma bomba centrífuga
Uma bomba centrífuga é composta pelos seguintes elementos:
Carcaça da bomba (voluta): a parte do corpo que recolhe o fluido e converte a velocidade em pressão. Em bombas de maior dimensão, pode ser utilizada uma voluta dupla (dual volute) para reduzir as cargas radiais no veio.
Impulsor: o componente rotativo que acelera o fluido. Existem diferentes tipos de impulsor: impulsores fechados (para fluidos limpos e elevado rendimento), impulsores abertos ou semi-abertos (para fluidos com sólidos) e impulsores vórtice (para aplicações com sólidos pesados). O tipo de impulsor influencia directamente o rendimento, a capacidade de passagem de sólidos e a adequação à aplicação.
Veio e rolamentos: o veio liga o impulsor ao accionamento. Os rolamentos suportam as forças radiais e axiais. Rolamentos sobredimensionados prolongam consideravelmente a vida útil.
Vedação de veio: impede fugas no ponto onde o veio entra na carcaça da bomba. Os tipos mais comuns incluem empanques e vedações mecânicas. Para fluidos abrasivos, são frequentemente utilizadas vedações de cartucho para uma vida útil mais longa.
Ligações de aspiração e descarga: as entradas e saídas do fluido, disponíveis em diferentes diâmetros nominais conforme o caudal requerido.
Aplicações das bombas centrífugas
As bombas centrífugas são amplamente utilizadas. As principais áreas de aplicação:
Indústria: fluidos de processo, sistemas de água de arrefecimento, processamento alimentar e processos químicos. Consoante o fluido, são seleccionados materiais e tipos de impulsor específicos.
Tratamento de águas residuais: bombagem de águas residuais contendo sólidos, toalhetes e material orgânico. Bombas robustas com elevada capacidade de passagem de sólidos e mecanismos auto-limpantes (como a tecnologia Eradicator®) são essenciais. A Gorman-Rupp 6400 Series foi especificamente desenvolvida para este fim.
Construção e mineração: drenagem de escavações, águas subterrâneas e águas com lamas. A fiabilidade em condições variáveis e exigentes é prioritária.
Gestão da água e municípios: distribuição de água potável, estações de bombagem de águas residuais e controlo de cheias. A fiabilidade a longo prazo e os baixos custos do ciclo de vida são aqui determinantes.
Agricultura e irrigação: fornecimento de água para irrigação e produção agrícola, frequentemente em combinação com condutas de grande extensão e caudais variáveis.
Quando é uma bomba centrífuga a escolha certa?
Uma bomba centrífuga é geralmente a melhor escolha quando se trata de fluidos de baixa viscosidade (até aproximadamente 300 cP), é necessário um caudal relativamente constante e a altura manométrica se situa dentro da gama da bomba seleccionada.
Uma bomba centrífuga é menos adequada para viscosidades elevadas, pressões muito variáveis ou quando é necessária precisão de dosagem. Nesses casos, uma bomba volumétrica pode ser a melhor opção.
Perguntas frequentes
Não. Uma bomba centrífuga cria uma depressão no lado de aspiração através do impulsor em rotação. A pressão atmosférica empurra então o fluido em direcção à bomba. Por isso, as bombas centrífugas padrão devem ser instaladas em carga, ou é necessária uma variante autocebante.
Uma bomba centrífuga padrão necessita de uma conduta de aspiração cheia para funcionar. Uma bomba autocebante pode purgar-se de ar e aspirar fluido sem que a conduta de aspiração esteja previamente cheia. A Gorman-Rupp fornece ambas as variantes.
Sim, desde que sejam seleccionados o tipo de impulsor e a carcaça da bomba adequados. Bombas como a 6400 Series são especificamente concebidas para fluidos com sólidos até 102 mm de passagem.
A cavitação ocorre quando a pressão no lado de aspiração desce abaixo da pressão de vapor do fluido, gerando bolhas de vapor que implodem e danificam a bomba. Assegure uma pressão de alimentação suficiente (NPSHa > NPSHr) e limite a altura de aspiração. Bombas com baixos requisitos de NPSH, como a VG Series, reduzem este risco.
O rendimento depende da concepção do impulsor, do ajuste entre o impulsor e a carcaça da bomba, das condições de funcionamento (a bomba funciona no ponto de funcionamento ou próximo dele?) e do estado das peças de desgaste como os anéis de desgaste.
Quer saber qual a bomba centrífuga mais adequada à sua aplicação? Partilhe os seus dados de aplicação (caudal, altura manométrica, fluido, sólidos, tipo de instalação) e aconselharemos a configuração correcta. Contacte a Gorman-Rupp Europe. The Pump People
