1. O documento discute máquinas de fluxo como bombas e compressores, que transferem energia para fluidos. 2. Bombas são máquinas que adicionam energia a fluidos para mantê-los em movimento através de sistemas, enquanto compressores aumentam a pressão de gases. 3. Existem diferentes tipos de bombas e compressores, classificados de acordo com seu mecanismo de transferência de energia aos fluidos.

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1. Introdução geral
Máquinas de fluxos são máquinas que aproveitam a energia de um fluido para
transformar em outra forma de energia, ou recebem energia de uma fonte externa e
transmitem ao fluido. O fluido cede energia à máquina, que transforma esta energia em
trabalho mecânico (turbinas, moinhos de vento, entre outros). A máquina cede energia
ao fluido resultando um aumento de energia do fluído (bombas, ventiladores,
compressores).[1]
Para o deslocamento de fluidos é usualmente necessário adicionar energia a um fluido
para mantê-lo em escoamento. Esta energia é adicionada para compensar as perdas por
atrito ou contribuir para aumentar a velocidade, pressão ou força do fluido.
Quando fala-se de bombear refere-se a fluidos líquidos e quando trata-se de comprimir a
fluidos gasosos.[1]

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2. Bombas
O nome bomba foi dado para qualquer solução dos problemas ligados ao deslocamento
ou transporte de líquidos e isso tem sido um permanente desafio para a humanidade. [2]
Para deslocar um fluido ou mantê-lo em escoamento é necessário adicionarmos energia,
o equipamento capaz de fornecer essa energia ao escoamento do fluido é denominado
por bomba.[3]
Figura 1: Bomba[3]
Bombas são máquinas de fluxo, cuja função é fornecer energia para a água, a fim de
elevá-la, através da conversão de energia mecânica de seu rotor proveniente de um
motor a combustão ou de um motor elétrico. Desta forma, as bombas são tidas como
máquinas hidráulicas geradoras.[3]
As bombas são utilizadas, nos circuitos hidráulicos, para converter energia mecânica em
hidráulica.[3]
A acção mecânica cria um vácuo parcial na entrada da bomba, o que permite que a
pressão atmosférica force o fluido do tanque, através da linha de sucção, a penetrar na
bomba.[3]
A bomba passará o fluido para a abertura de descarga, forçando-o através do sistema
hidráulico.[3]
2.1.Classificação das bombas
O modo pelo qual é feita a transformação do trabalho em energia e o recurso para cedê-
la ao líquido, permitem classificar as bombas em dois grandes grupos: Bombas
centrífugas ou hidrodinâmicas e bombas de deslocamento positivo ou
volumétricas. A especificação das bombas é feita de acordo com sua pressão máxima
de operação e sua capacidade de deslocamento do líquido (em litros por minuto), em
uma rotação pré-estabelecida.[4]

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Nas bombas centrífugas a energia fornecida ao fluido é do tipo cinética, que é
convertida em energia potencial (de pressão). Essa energia pode ter origem puramente
centrífuga ou de arrasto, ou até mesmo uma combinação destas. A movimentação do
fluido ocorre pela acção de forças que se desenvolvem na massa fluídica, em
consequência do movimento rotacional de um eixo no qual é acoplado um rotor
(impulsor).[4]
Já as bombas volumétricas tem como característica a transferência directa da energia
mecânica cedida pela fonte motora em energia potencial (de pressão).[4]
2.1.1. Bombas de deslocamento positivo ou volumétricas
Fornecem determinada quantidade de fluido a cada rotação ou ciclo. A movimentação
do fluído é causada diretamente pela ação do órgão de impulsão da bomba que obriga o
fluído a executar o mesmo movimento a que está sujeito este impulsor (êmbolo,
engrenagens, lóbulos, palhetas). Dá-se o nome de volumétrica porque o fluído, de forma
sucessiva, ocupa e desocupa espaços no interior da bomba, com volumes conhecidos,
sendo que o movimento geral deste fluído dá-se na mesma direcção das forças a ele
transmitidas, por isso a chamamos de deslocamento positivo. As Bombas Volumétricas
dividem-se em[5]:
(a) Êmbolo ou Alternativas (pistão, diafragma, membrana);
(b) Rotativas (engrenagens, lóbulos, palhetas, helicoidais, fusos, parafusos,
peristálticas).
2.1.1.1. Bombas alternativas
Nestas bombas acontece um movimento de vai e vem de um pistão cilíndrico que
resulta num escoamento intermitente. Para cada golpe de pistão, um volume fixo do
líquido é descarregado na bomba. A taxa de fornecimento do líquido é função do
volume varrido pelo pistão no cilindro e o número de golpes do pistão por unidade de
tempo. [3]
O órgão que produz o movimento do líquido é um pistão que se desloca, com
movimento alternativo, dentro de um cilindro[1]
Podem ser de[5]:
Simples efeito – quando apenas uma face do êmbolo atua sobre o líquido
Duplo efeito – quando as duas faces atuam.
Chamam-se ainda[5]:
Simplex – quando existe apenas uma câmara com pistão ou êmbolo.
Duplex – quando são dois os pistões ou êmbolos.

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Triplex – quando são três os pistões ou êmbolos.
Multiplex – quando são quatro ou mais pistões ou êmbolos.
Figura 2: Bpmba alternativa[3]
 Princípio de funcionamento
Figura 3: Principio de funcionamento da bomba alternativa
A partícula de “a” de líquido é aspirada em “o” segue e a trajetória do pistão “b” e sai
com pressão comunicada pelo êmbolo “d”. [1]
 Aplicações das Bombas Alternativas[6]:
- bombear água de alimentação de caldeiras, óleos e de lamas;
- imprimem as pressões mais elevadas dentre as bombas;
- Podem ser usadas para vazões moderadas;
 Vantagens [6]:

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- Podem operar com líquidos voláteis e muito viscosos;- capaz de produzir pressão
muito alta;
 Desvantagens[6]:
- Produz fluxo pulsante;
- Capacidade de intervalo limitado;
- Opera com baixa velocidade;
- Precisa de mais manutenção;
2.1.1.2.Bombas rotativas
É um nome genérico para designar uma grande variedade de bombas, todas elas
volumétricas e com comandadas por um movimento de rotação. [1]
As Bombas Rotativas depende de um movimento de rotação que resulta em um
escoamento continuo.
 Princípio de funcionamento
O rotor da bomba provoca uma pressão reduzida no lado da entrada, o que possibilita a
admissão do líquido à bomba, pelo efeito da pressão externa. À medida que o elemento
gira, o líquido fica retido fica retido entre os componentes do rotor e a carcaça da
bomba. [6]
Figura 4: Princípio de funcionamento das bombas rotativas.[4]
 Características[6]:
- Provocam uma pressão reduzida na entrada (efeito da pressão atmosférica), e com a
rotação, o fluido escoa pela saída;
- Vazão do fluido: função do tamanho da bomba e velocidade de rotação, ligeiramente
dependente da pressão de descarga;
- Fornecem vazões quase constantes;

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- Eficientes para fluidos viscosos, graxas, melados e tintas;
- Operam em faixas moderadas de pressão;
- Capacidade pequena e média;
- Utilizadas para medir "volumes líquidos".
 Tipos [6]:
- Engrenagens (para óleos);
- Actuada externamente (as duas engrenagens giram em sentidos opostos);
- Actuada internamente (só um rotor motriz);
- Rotores lobulares: bastante usada em alimentos;
- Parafusos helicoidais (maiores pressões);
- Palhetas: fluidos pouco viscosos e lubrificantes;
- Peristáltica: pequena vazão permite transporte asséptico.
 Usos[6]:
As bombas rotativas costumam ser de grande utilidade nas indústrias farmacêuticas, de
alimentos e de petróleo.
2.2.Condições ótimas de utilização das bombas
Todas as bombas têm condições ótimas de utilização, ou seja, são mais adequadas para
um determinadotipo de fluido, em umafaixa de pressão e a uma dadavazão volumétrica.
As bombas alternativas de pistão só podem ser utilizadas para deslocamento de fluidos
clarificados e limpos, não podendo manusear fluidos abrasivos. São utilizadas para altas
pressões, que somente são alcançadas para esses tipos de bombas, porém fornecem
baixas vazões.
As bombas rotativas são especificamente indicadas para fluidos viscosos, porém não
abrasivos. Por isso são usadas, especialmente, com sucos concentrados, chocolate e
geléias.
As bombas centrífugas são construídas de modo a fornecerem uma ampla faixa de
vazões, desde uns poucos l/min até 3.104 l/min. As pressões de descarga podem atingir
algumas centenas de atmosferas. Elas trabalham com líquidos límpidos, líquidos com
sólidos abrasivos ou ainda, com alto conteúdo de sólidos, desde que o líquido não seja
muito viscoso (500 centi-Stokes).
1 Stoke = 100 centistokes = 1 cm2/s = 0.0001 m2/s).

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3. Compressores
A Primeira aplicação do ar comprimido, certamente, ocorreu na pré-história, para avivar
as brasas de uma fogueira. E o primeiro compressor, os pulmões humanos, é capaz de
fornecer uma vazão de 100 l/min. a uma pressão de 0,02 a 0,08 bar em valores médios.
O compressor é um equipamento concebido para aumentar a pressão de um fluido em
estado gasoso (ar, vapor de água, hidrogênio etc.) e armazená-la em reservatórios
próprios para que esta pressão possa ser utilizada para diversos trabalhos. Possui o
mesmo princípio de funcionamento que as bombas e as diferenças entre eles são
decorrentes das diferenças existentes nas propriedades dos líquidos (incompressíveis,
mais densos) e dos gases (compressíveis menos densos).
Em uma visão mais voltada a prática destes equipamentos, compressores são máquinas
operatrizes que transformam trabalho mecânico em energia comunicada a um gás,
preponderantemente sob forma de energia de pressão. Graças a essa energia de pressão
que adquire, isto é, à pressurização, o gás pode: Deslocar-se a longas distancias em
tubulações; Ser armazenado em reservatórios para ser usado quando necessário, isto é,
acumulo de energia; Realizar trabalho mecânico, atuando sobre dispositivos,
equipamentos e máquinas motrizes (motores a ar comprimido, por exemplo).[7]
3.1.Classificação dos compressores
Eles classificam-se em: Compressores volumétricos, também chamados de
deslocamento positivo e compressores dinâmicos ou turbo compressores. [6,7]
Nos primeiros a elevação da pressão é conseguida por meio da redução do volume
ocupado pelo fluido. Já no segundo caso a elevação da pressão é obtida pela
transformação da energia cinética do gás, que foi acelerado pelo impelidor (ou rotor),
em energia de pressão, quando o gás passa por elemento interno denominado difusor. [6,7]
3.1.1. Compressores volumétricos ou chamados de deslocamento positivo
Na operação dessas máquinas podem ser identificadas diversas fases, que constituem o
ciclo de funcionamento: inicialmente, uma certa quantidade de gás é admitida no
interior de uma câmara de compressão, que então é cerrada e sofre redução de volume.
Finalmente, a câmara é aberta e o gás liberado para consumo. Trata-se, pois, de um
processo intermitente, no qual a compressão propriamente dita é efetuada em sistema
fechado, isto é, sem qualquer contacto com a sucção e a descarga. Os compressores
volumétricos podem ser alternativos e rotativos. [6,7]
3.1.1.1.Compressores alternativos

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Nos compressores alternativos a compressão do gás é feita em uma câmara de volume
variável (cilindro) por um pistão, ligado a um mecanismo biela-manivela similar ao de
um motor alternativo. Quando o pistão no movimento ascendente comprime o gás a um
valor determinado, uma válvula se abre deixando o gás escapar, praticamente com
pressão constante. Ao final do movimento de ascensão, a válvula de exaustão se fecha, e
a de admissão se abre, preenchendo a câmara à medida que o pistão se move. Os
compressores alternativos podem ser de simples ou duplo efeito e de um ou mais
estágios de compressão. [7]
Os compressores alternativos podem fornecer gás com pressão de algumas frações de
atm até pressões muito elevadas (~2400 atm manométricas). [6,7]
As peças características são as mesmas das bombas alternativas: pistão, um cilindro
com válvulas para admissão e exaustão. [6,7]
Figura 5: Esquema de um compressor alternativo. [6,7]
figura 6: Princípio de funcionamento de um compressor alternativo. [6]
3.1.1.2.Compressores Rotativos

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Nos compressores rotativos, os gases são comprimidos por elementos giratórios. Este
tipo de compressores são largamente utilizados na Indústria, para processos que
precisem de ar comprimido. São adequados para grandes volumes de ar, mas
relativamente baixas pressões. Sua faixa normal de trabalho é 0- 4 bares de pressão
manométrica. [6,7]
Os compressores rotativos tem alta capacidade (7 m3/s) e trabalham a uma pressão
intermediária de 0.8 atm. Outras das particularidades destes tipos de compressores são,
por exemplo, as menores perdas mecânicas por atrito, pois, dispensam um maior
número de peças móveis, a menor contaminação de ar com óleo lubrificante, a ausência
de reações variáveis sobre as fundações que provocam vibrações, o fato de a
compressão ser feita de um modo continuo e não intermitente, como sucede nos
alternativos e a ausência de válvulas de admissão e de descarga que diminui as perdas
melhorando o rendimento volumétrico. Outro aspecto muito importante, para os
diferentes tipos, prende-se com a economia de energia, com os rendimentos
volumétricos, associados a fugas, e mecânico, associado a movimentos relativos entre
as peças que constituem a máquina, e com a manutenção dos mesmos. [7]
Figura 7: Compressores Rotativos de Parafusos.[8] Figura 8: Compressor rotativo de parafuso aberto.[7]
Figura 9: Compressores Rotativos de Palhetas.[8]
Figura 10: Compressor rotativo de lóbulos.[8]

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Conclusão
As bombas e os compressores são equipamentos idênticos diferindo apenas no fluido de
trabalho sendo que para as bombas são líquidos e para os compressores gases. Existem
vários tipos de bombas e compressores e quando for necessária a compra de algum
deste, deve se levar em conta, além do preço, as características de uso ao qual o
compressor ou a bomba evitando assim desperdício diversos desperdícios.