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MANUAL DE BOMBAS

2. MANUAL DE BOMBA
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3. Introdução
A indústria fabril tem uma elevada demanda pesada por bombas, quando
se trata de uma ótima operação, alta confiabilidade e baixo consumo de
energia. Por esse motivo, a Grundfos desenvolveu o Manual de Bomba,
que, de maneira simples, aborda com várias considerações ao dimensionar
bombas e sistemas de bombas.
Elaboramos um manual para engenheiros e técnicos que trabalham
com o projeto e instalação de bombas e sistemas de bombas, contendo
respostas para uma ampla variedade de perguntas técnicas específicas
sobre as bombas. O Manual de Bombas pode ser lido do princípio ao fim ou
parcialmente sobre tópicos específicos.
O manual está dividido em 5 capítulos, os quais abordam as diferentes
fases do projeto de sistemas de bombas.
No capítulo 1 fazemos uma apresentação geral de diferentes tipos de
bombas e componentes. Aqui também descrevemos quais precauções
tomar ao lidar com líquidos viscosos. Além disso, os materiais mais usados,
assim como os diferentes tipos de corrosão são apresentados aqui. As
terminologias mais importantes relacionadas à leitura do desempenho
das bombas são apresentadas no capítulo 2. O Capítulo 3 aborda os
sistemas hidráulicos e alguns dos fatores mais importantes a considerar
para se obter uma ótima operação do sistema de bombas. Visto que é
frequentemente necessário ajustar o desempenho da bomba por meio
de vários métodos de ajuste, estes métodos são abordados no capítulo 4.
O capítulo 5 descreve os custos do ciclo de vida uma vez que o consumo
de energia desempenha um papel importante nas bombas e sistemas de
bombas de hoje.
Esperamos sinceramente que você faça uso do Manual de Bomba e o
considere útil no seu trabalho diário.
Diretor de Segmento
Especialista em Aplicação
Mogens Roy Olesen
Christian R. Bech

4. Índice
Capítulo 1 Design de bombas e motores.................................7 1.4.5 Proteção do motor............................................................. 49
Seção 1.5 Líquidos............................................................................53
Seção 1.1 Construção de bombas................................................8 1.5.1 Líquidos viscosos............................................................................ 54
1.1.1 A bomba centrífuga...............................................................8 1.5.2 Líquidos Não Newtonianos ...................................................... 55
1.1.2 Curvas das bombas................................................................ 9 1.5.3 Impacto dos líquidos viscosos sobre o desempenho
1.1.3 Características da bomba centrífuga...........................11
de uma bomba centrífuga......................................................... 55
1.1.4 Tipos mais comuns de bombas de
1.5.4 Seleção da bomba correta para um líquido
sucção axial e em linha ................................................... 12
com anticongelante ......................................................................56
1.1.5 Tipos de rotores (forças axiais) ....................................... 14 1.5.5 Exemplo de cálculo ....................................................................... 58
1.1.6 Tipos de carcaças (forças radiais)................................... 15 1.5.6 Seleção da bomba com auxílio de computador
1.1.7 Bombas monoestágio....................................................... 15
para líquidos densos e viscosos................................................ 58
1.1.8 Bombas multiestágio..........................................................16
1.1.9 Bombas com acoplamento longo e curto 16
Seção 1.6 Materiais........................................................................ 59
1.6.1 O que é corrosão?..................................................................60
Seção 1.2 Tipos de bombas..........................................................17 1.6.2 Tipos de corrosão...................................................................61
1.2.1 Bombas padrão .................................................................... 17 1.6.3 Metais e ligas metálicas.....................................................65
1.2.2 Bombas bi-partida............................................................. 17 1.6.4 Cerâmica...................................................................................71
1.2.3 Bombas hermeticamente seladas ............................. 18 1.6.5 Plástico.......................................................................................71
1.2.4 Bombas sanitárias ..............................................................20 1.6.6 Borracha....................................................................................72
1.2.5 Bombas de efluentes ....................................................... 21 1.6.7 Revestimentos........................................................................73
1.2.6 Bombas imersíveis ............................................................ 22
1.2.7 Bombas submersas .......................................................... 23
1.2.8 Bombas de descolamento positivo .............................24 Capítulo 2 Instalação e leitura do
desempenho .....................................................................................75
Seção 1.3 Vedações de eixos mecânicos...............................27
1.3.1 Componentes e função da vedação
Seção 2.1 Instalação da bomba ................................................76
de eixo mecânico.................................................................29 2.1.1 Nova instalação.....................................................................76
1.3.2 Vedações de eixos mecânicos balanceados
2.1.2 Substituição-instalação existente .................................76
e não balanceados .............................................................30 2.1.3 Fluxo do tubo para instalação de
1.3.3 Tipos de vedações de eixos mecânicos....................... 31
bomba única..........................................................................77
1.3.4 Combinações de materiais da face
2.1.4 Limitação de ruídos e vibrações......................................78
da vedação.............................................................................34 2.1.5 Nível de som (L)......................................................................81
1.3.5 Fatores que afetam o desempenho
da vedação.............................................................................36 Seção 2.2 Desempenho da bomba .........................................83
2.2.1 Termos hidráulicos................................................................83
Seção 1.4 Motores.......................................................................... 39 2.2.2 Termos elétricos.....................................................................90
1.4.1Padrões ..................................................................................... 40 2.2.3 Propriedades dos líquidos.................................................93
1.4.2 Partida no motor................................................................. 46
1.4.3 Tensão de alimentação.................................................... 47
1.4.4 Conversor de frequência................................................. 47

5. Capítulo 3 Sistema hidráulico......................................................95
Seção 3.1 Características do sistema .......................................96
3.1.1 Resistências únicas...............................................................97
3.1.2 Sistemas abertos e fechados ............................................98
Seção 3.2 Bombas conectadas em série e paralelas............101
3.2.1 Bombas em paralelo..........................................................101
3.2.2 Bombas conectadas em série........................................103
Capítulo 4 Ajuste do desempenho
das bombas......................................................................................105
Seção 4.1 Ajuste do desempenho das bombas.................106
4.1.1 Controle por estrangulamento....................................107
4.1.2 Controle de desvio.............................................................107
4.1.3 Modificação do diâmetro do rotor.............................108
4.1.4 Controle de velocidade....................................................108
4.1.5 Comparação dos métodos de ajuste.........................110
4.1.6 Eficiência geral do sistema da bomba......................111
4.1.7 Exemplo: Consumo de energia relativo
quando o fluxo é reduzido em 20%...........................111
Seção 4.2 Soluções para bomba com
velocidade controlada ...................................................114
4.2.1 Controle de pressão constante....................................114
4.2.2 Controle de temperatura constante..........................115
4.2.3 Pressão do diferencial constante em
um sistema de circulação..............................................115
4.2.4 Controle da pressão diferencial
com compensada por fluxo .........................................116
Seção 4.3 Vantagens do controle
de velocidade......................................................................117
Seção 4.4 Vantagens das bombas com
conversor de frequência integrado .......................... 118
4.4.1 Curvas de desempenho de bombas com
velocidade controlada.....................................................119
4.4.2 Bombas com velocidade controlada em
diferentes sistemas ..........................................................119
Seção 4.5 Conversor de frequência.......................................122
4.5.1 Funções e características básicas.................................122
4.5.2 Componentes do conversor
de frequência......................................................................122
4.5.3 Condições especiais referentes aos
conversores de frequência.............................................124
Capítulo 5 Cálculo dos custos
do ciclo de vida ...............................................................................127
Seção 5.1 Equação de custos do ciclo de vida....................128
5.1.1 Custos iniciais, preço de compra (Cic)..........................129
5.1.2 Custos de Instalação e
comissionamento (Cin).....................................................129
5.1.3 Custos de energia (Ce)........................................................130
5.1.4 Custos operacionais (Co)...................................................130
5.1.5 Custos ambientais (Cenv)...................................................130
5.1.6 Custos de manutenção e reparos (Cm)......................131
5.1.7 Custos de tempo de parada,
perda de produção (Cs)...................................................131
5.1.8 Custos de desmantelamento
e descarte (Co)......................................................................131
Seção 5.2 Cálculo dos custos
do ciclo de vida – um exemplo ...................................132
Apêndice............................................................................................133
A) Notações e unidades........................................................134
B) Tabelas de conversão de unidades.............................135
C) Prefixos SI e alfabeto grego...........................................136
D) Pressão do vapor e densidade da água
em diferentes temperaturas........................................137
E) Orifício .................................................................................138
F) Mudança na pressão estática devido
à mudança do diâmetro do cano...............................139
G) Injetores.................................................................................140
H) Nomograma para perdas de
carga em curvas e válvulas............................................141
I)
Nomograma para perda do tubo de
água limpa a 20˚C.............................................................142
J) Sistema periódico..............................................................143
K) Padrões de bombas..........................................................144
L) Viscosidade para líquidos diferentes
como função da temperatura do líquido................145
Índice remissivo.............................................................................151

6. Capítulo 1. Design de bombas e motores
Seção 1.1: Construção da bomba
1.1.1 A bomba centrífuga
1.1.2
Curvas da bomba
1.1.3
Características da bomba centrífuga
1.1.4
Tipos mais comuns de bombas de
sucção axial e em linha
1.1.5
Tipos de rotor (forças axiais)
1.1.6
Tipos de carcaças (forças radiais)
1.1.7
Bombas monoestágio
1.1.8
Bombas multiestágio
1.1.9
Bombas com acoplamento longo
e curto
Seção 1.2 Tipos de bombas
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
1.2.5
1.2.6
1.2.7
1.2.8
Bombas padrão
Bombas bi-partida
Bombas hermeticamente seladas
Bombas sanitárias
Bombas de efluentes
Bombas imersíveis
Bombas submersa
Bombas de deslocamento positivo

7. Seção 1.1
Construção da bomba
1.1.1 Bomba centrífuga
Em 1689, o físico Denis Papin inventou a bomba
centrífuga e este tipo de bomba é o mais usado ao
redor do mundo. A bomba centrífuga é construída
sobre um princípio simples: O líquido é levado
até o cubo do rotor e, através da força centrífuga,
ele é lançado na direção da periferia dos rotores.
A construção é razoavelmente barata, robusta e
simples e sua alta velocidade possibilita conectar
a bomba diretamente a um motor assíncrono.
A bomba centrífuga oferece um fluxo de líquido
uniforme e pode facilmente ser acelerado sem
causar danos a bomba.
Agora, vamos observar a figura 1.1.1, que mostra
o fluxo do líquido através da bomba. A entrada
da bomba leva o líquido para o centro do rotor
giratório de onde é lançado para a periferia. Esta
construção oferece alta eficiência e é apropriada
para lidar com líquidos puros. As bombas, que têm
que lidar com líquidos impuros, como bombas
de efluentes, são equipadas com um rotor que é
construído especialmente para evitar que objetos
fiquem armazenados no interior da bomba,
consulte a seção 1.2.5.
Se ocorrer diferença de pressão no sistema enquanto
a bomba centrífuga não estiver funcionando, o
líquido ainda consegue passar através da mesma
devido ao seu desenho aberto.
Como se pode ver na figura 1.1.2, a bomba centrífuga
pode ser classificada em diferentes grupos: Bombas
de fluxo radial, bombas de fluxo misto e bombas de
fluxo axial. As bombas de fluxos radial e as bombas
de fluxo misto são os tipos mais comuns utilizados.
Portanto, iremos nos concentrar somente nestes tipos
de bombas nas próximas páginas.
Entretanto, apresentaremos brevemente a bomba
de deslocamento positivo na seção 1.2.8.
As diferentes exigências de desempenho das
bombas centrífugas, especialmente em relação à
altura manométrica total, fluxo e instalação,
junto com as exigências de operação econômica,
são somente algumas das razões porque existem
tantos tipos de bombas. A Figura 1.1.3 mostra os
diferentes tipos de bombas em relação ao fluxo e
pressão.
8
Fig. 1.1.1: O fluxo do líquido através da bomba
Bomba de fluxo radial
Bomba de fluxo misto
Bomba de fluxo axial
Fig. 1.1.2: Diferentes tipos de bombas centrífugas
H [m]
10000
6
4
2
Bombas de fluxo radial
multiestágios
1000
6
4
2
100
Bombas de
fluxo radial
monoestágios
6
4
2
10
Bombas de fluxo misto
6
4
2
Bombas de fluxo axial
1
2
4 6 10 2
4 6 100 2
4 6 1000 2
4 6 10000
100000
Q [m3/h]
Fig. 1.1.3: Fluxo e altura manométrica total para
diferentes tipos de bombas centrífugas

8. 1.1.2 Curvas das bombas
Antes de aprofundarmos no mundo da construção e
tipos de bombas apresentaremos as características
básicas das curvas de desempenho das bombas. O
desempenho de uma bomba centrífuga é mostrado
por um conjunto de curvas de desempenho. As
curvas de desempenho para uma bomba centrífuga
são mostradas na figura 1.1.4. Altura manométrica
total, consumo de energia, eficiência de consumo
e NPSH são mostrados como uma função no fluxo.
H
[m]
η
[%]
50
40
70
30
60
Efci
i ência
50
20
40
10
20
30
0
10
0
P2
[kW]
10
20
30
40
50
60
70
Q [ 3/h]
m
10
8
8
Normalmente, as curvas das bombas nas apostilas de
dados cobrem somente a parte da bomba. Portanto,
o consumo de energia, o valor P2 que também está
listado nas apostilas de dados, cobre somente a
energia que entra na bomba – consulte a figura
1.1.4. O mesmo vale para o valor eficiência, que cobre
somente a parte da bomba (η = ηP).
Mostramos a seguir uma breve apresentação das
diferentes curvas de desempenho de bombas.
Altura manométrica total, a curva QH
A curva QH mostra a altura manométrica total, que
a bomba é capaz de executar em um determinado
fluxo. A altura manométrica total é medida em metros
de coluna de líquido/metros [mLC]; normalmente a
unidade metro [m] é aplicada. A vantagem de se usar
a unidade [m] como unidade de medida da altura
manométrica total da bomba é que a curva QH não
é afetada pelo tipo de líquido que bomba tem que
manejar, consulte a seção 2.2 para mais informações.
6
6
4
4
N PSH
2
2
0
Fig. 1.1.4: Curvas de desempenho típicas para
uma bomba centrífuga. Altura manométrica
total, consumo de energia, eficiência e NPSH são
mostrados como uma função do fluxo
Q
Em alguns tipos de bombas com motor integrado e
conversor de frequência possivelmente integrado,
por exemplo, bombas com motor blindado (consulte
a seção 1.2.3), a curva de consumo de energia e a
curva η cobrem o motor e a bomba. Neste caso, é o
valor P1 que deve ser levado em consideração.
No geral, as curvss das bombas são projetadas de acordo
com o ISO 9906 Anexo A, que especifica as tolerâncias
das curvas:
• Q +/- 9%,
• H +/-7%,
• P +9%
• -7%.
N PSH
(m)
12
Consum o de ener a
gi
10
0
P1
M
3~
P2
H
ηM
ηP
Fig. 1.1.5: As curvas para consumo de energia e
eficiência normalmente cobrem somente a parte
da bomba da unidade – i.e. P2 e ηP
H
[m]
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80 Q
3
[m
/h
Fig. 1.1.6: Curva QH típica para uma bomba
centrífuga; fluxo baixo resulta em altura
manométrica total alta e fluxo alto resulta em
altura manométrica total baixa
9

9. Seção 1.1
Construção da bomba
Eficiência, a curva η
A eficiência é a relação entre a energia fornecida e
a quantidade de energia utilizada. No mundo das
bombas, a eficiência ηP é a relação entre a energia,
que a bomba fornece para a água (PH) e a entrada
de energia no eixo (P2):
P
ρ.g.Q.H
ηp = PH =
P2 x 3600
2
onde:
ρ é a densidade do líquido em kg/m3,
g é a aceleração da gravidade em m/s2,
Q é o fluxo em m3/h e H é a altura manométrica
total em m.
η
[%]
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Para água a 20oC e com Q medido em m3/h e H em
m, a energia hidráulica pode ser calculada como:
0
10
20
30
40
50
60
70
Q m 3/h]
[
Fig. 1.1.7: Curva de eficiência de uma bomba
centrífuga típica
PH = 2.72 . Q . H [W]
Como aparece a partir da curva de eficiência, a
eficiência depende do ponto de operação da bomba.
Portanto, é importante selecionar uma bomba que
seja compatível com os requisitos de fluxo e que
assegure que a bomba esteja funcionando na área
de fluxo mais eficiente.
P2
[kW]
10
8
6
Consumo de energia, a curva P2
A relação entre o consumo de energia da bomba
e o fluxo é mostrada na figura 1.1.8. A curva P2
da maioria das bombas centrífugas é semelhante
à curva na figura 1.1.8 onde o valor P2 aumenta
quando o fluxo aumenta.
. . .
P2= Q H g ρ
3600 x ηp
Curva NPSH (Altura Manométrica de Sucção
Positiva Líquida)
O valor NPSH de uma bomba é a pressão mínima
absoluta (consulte a seção 2.2.1) que deve estar
presente no lado de sucção da bomba para evitar
cavitação. O valor NPSH é medido em [m] e
depende do fluxo; quando o fluxo aumenta, o valor
NPSH também aumenta; figura 1.1.9. Para mais
informações sobre cavitação e NPSH, vá para a
seção 2.2.1.
10
4
2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Q m 3/h]
[
Fig. 1.1.8: Curva de consumo de energia de uma
bomba centrífuga típica
NPSH
[m]
10
8
6
4
2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Q m 3/h]
[
Fig. 1.1.9: Curva NPSH de bomba centrífuga
típica

10. 1.1.3 Características da bomba centrífuga
A bomba centrífuga possui várias características
e as mais importantes serão apresentadas nesta
seção. Mais adiante neste capítulo forneceremos
uma descrição mais detalhada dos diferentes tipos
de bombas.
• Número de fases
Dependendo do número de rotores na bomba,
uma bomba centrífuga pode ser uma bomba
monoestágio ou uma bomba multiestágio.
• Posição do eixo da bomba
As bombas monoestágio e multiestágio são
produzidas com eixos de bomba verticais ou
horizontais. Estas bombas normalmente são
normalmente designadas como bombas horizontais
ou verticais. Para mais informações, vá para seção
1.1.4.
• Rotores de sucção simples ou de sucção dupla
Dependendo da construção do rotor, uma bomba
pode ser equipada com um rotor de sucção simples
ou rotor de sucção dupla. Para mais informações, vá
para a seção 1.1.5.
• Acoplamento de estágios
Os estágios da bomba podem ser arranjados de
duas maneiras diferentes: em série e em paralelo,
consulte a figura 1.1.10.
Fig 1.1.10: Bomba dupla com rotores
acoplados em paralelo
• Construção da carcaça da bomba
Diferenciamos entre dois tipos de carcaça de bomba:
Carcaça Voluta e carcaça de canal de retorno com
palhetas guia. Para mais informações, vá para a
seção 1.1.6.
11

11. Seção 1.1
Construção da bomba
1.1.4 Tipos mais comuns de bomba de sucção axial e em linha
Sucção axial
Horizontal
Monoestágio
Acoplamento longo
Bomba de sucção axial
=
Multiestágio
Acoplamento curto
Acoplamento curto
O líquido entra diretamente no rotor. A entrada e a saída possuem
um ângulo de 90°. Consulte a seção 1.1.9
Bomba em linha
=
O líquido passa diretamente pela bomba em linha. O cano de sucção e o cano
de descarga
são colocados opostos um ao outro e podem ser montados diretamente no
sistema de
encanamento
Bomba com carcaça
bipartida
=
Bomba com carcaça dividida axialmente. Consulte a seção 1.2.2
Bomba horizontal
=
Bomba com eixo horizontal
Bomba com eixo vertical
Bomba vertical
=
Bomba monoestágio
=
Bomba com rotor único. Consulte a seção 1.1.7
Bomba multiestágio
=
Bomba com vários rotores acoplados em série. Consulte a seção 1.1.8
Bomba com acoplamento
longo
=
1.1.9
Bomba com acoplamento
curto
seção 1.1.9
12
Bomba conectada ao motor através de um acoplamento flexível. O motor e
a bomba possuem construções de rolamentos separados. Consulte a seção
bomba conectada ao motor através de um acoplamento rígido. Consulte a
=

12. Em linha
Horizontal
Horizontal / Vertical
Bipartida
Monoestágio
Multiestágio
Monoestágio
Acoplamento longo Acoplamento longo Acoplamento curto Acoplamento curto
13

13. Seção 1.1
Construção da Bomba
Forças Axiais
1.1.5 Tipos de rotores (forças axiais)
A bomba centrífuga gera pressão que exerce forças
sobre as peças fixas e giratórias da bomba.
As peças das bombas são feitas para suportar
essas forças. Se as forças axiais e radiais não
forem contrabalanceadas na bomba, as forças
devem ser consideradas ao selecionar o sistema
de acionamento da bomba (rolamento de contato
angular no motor). Em bombas equipadas com
rotor de sucção simples, podem ocorrer grandes
forças axiais, figuras 1.1.11 e 1.1.12. Estas forças
são balanceadas em uma das seguintes formas:
• Mecanicamente por meio de rolamentos
de impulso. Estes tipos de rolamentos são
especialmente projetados para absorver as
forças axiais dos rotores
• Por meio de orifícios de balanceamento no rotor,
consulte a figura 1.1.13
• Por meio de regulagem do acelerador a partir
de um anel de vedação montado na traseira dos
rotores, consulte a figura 1.1.14
• Impacto dinâmico a partir da traseira do rotor,
onsulte a figura 1.1.15
c
Fig. 1.1.11: : Rotor de
sucção simples
Fig. 1.1.12: Bomba padrão
com rotor de sucção simples
Fig. 1.1.13: Balanceando as
forças axiais em uma bomba
centrífuga monoestágio com
orifícios de balanceamento
somente
Fig. 1.1.14: Balanceando
as forças axiais em
uma bomba centrífuga
monoestágio com lacuna
de vedação no lado de
descarga e orifícios de
balanceamento
Fig. 1.1.15: Balanceando as
forças axiais em uma bomba
centrífuga
monoestágio
com lâminas na traseira dos
rotores
• O impacto axial sobre a bomba pode ser evitado
usando rotores de sucção dupla (consulte a
figura 1.1.16).
Fig. 1.1.16: Balanceando as
forças axiais em um sistema
de rotor de sucção duplo
14

14. 1.1.6 Tipos de carcaças (forças radiais)
Fig. 1.1.17: Rotor de
sucção simples
Forças radiais
As forças radiais resultam da pressão estática na
carcaça. Portanto, podem ocorrer deflexões axiais
que levam à interferência entre o rotor e a carcaça.
A magnitude e a direção da força radial dependem
da taxa do fluxo e altura manométrica total.
Fig. 1.1.18: Carcaça voluta simples
A bomba de voluta simples é caracterizada por uma
pressão simétrica na voluta no ponto de eficiência
ótimo, que leva à carga radial zero. Em todos os
outros pontos, a pressão ao redor do rotor não é
regular e consequentemente há presença de força
radial.
Como se pode observar na figura 1.1.19, a carcaça
voluta dupla desenvolve uma força de reação radial
baixa constante em qualquer capacidade.
Carcaça voluta dupla
For Radi
ça
al
Ao projetar a carcaça da bomba, é possível controlar
as forças radiais hidráulicas. Vale a pena mencionar
dois tipos de carcaças: a carcaça voluta simples e
a carcaça voluta dupla. Como se pode observar na
figura 1.1.18, as duas carcaças têm o formato de
voluta. A diferença entre as duas é que a voluta
dupla possui uma palheta guia.
Car
caça Vol a
ut
Car
caça vol a
ut
dupla
1.0
Q /Q opt
Fig. 1.1.19: Força radial para
carcaça voluta simples e dupla
Os canais de retorno (figura 1.1.20) são usados em
bombas multiestágio e têm a mesma função básica
que as carcaças volutas. O líquido é levado de um
rotor para o outro ao mesmo tempo, a rotação da
água é reduzida e a pressão dinâmica é transformada
em pressão estática. Devido ao projeto circular da
carcaça do canal, não há forças radiais presentes.
Fig. 1.1.20: Bomba
em linha multiestágio
vertical com carcaça de
canal de retorno
Canal de retorno
1.1.7 Bombas monoestágio
Geralmente, as bombas monoestágio são usadas
em
aplicações que não exigem uma altura
manométrica total de mais de 150 m. Normalmente,
as bombas monoestágio operam no intervalo de
2-100 m.
As bombas monoestágio são caracterizadas por
fornecer
uma altura manométrica
baixa em relação ao fluxo, consulte a figura 1.1.3.
A bomba monoestágio é produzida no desenho
vertical e horizontal, consulte as figuras 1.1.21 e
1.1.22.
Fig. 1.1.21: Bomba com
acoplamento curto de
sucção axial monoestágio
Fig. 1.1.22: Bomba
com acoplamento
curto em linha
monoestágio
vertical
15

15. Seção 1.1
Construção da bomba
1.1.8 Bombas multiestágio
Bombas multiestágio são usadas em instalações
onde uma altura manométrica elevada é
necessária. Diversas fases são conectadas em série
e o fluxo é guiado desde a saída de uma fase até
a entrada da próxima. A altura manométrica final
que uma bomba multiestágio pode proporcionar
é igual à soma da pressão que cada estágio pode
proporcionar.
A vantagem das bombas multiestágio é que
elas proporcionam uma altura manométrica
elevada em relação ao fluxo. Como as bombas
monoestágio, as bombas multiestágio estão
disponíveis nas versões vertical e horizontal,
consulte as figuras 1.1.23 e 1.1.24.
1.1.9 Bombas com acoplamento longo
e bombas com acoplamento curto
Fig. 1.1.23: Bomba
em linha multiestágio
vertical
Fig. 1.1.24: Bomba de
sucção axial multiestágio
horizontal
Fig. 1.1.25: Bomba com
acoplamento longo com
acopla mento básico
Fig. 1.1.26: Bomba com acoplamento longo com
acopla mento de espaçador
Bombas com acoplamento longo
Bombas com acoplamento longo são bombas com
acoplamento flexível que conecta a bomba e o
motor. Este tipo de acoplamento está disponível
como acoplamento básico ou como acoplamento
de espaçador.
Se a bomba estiver conectada ao motor por um
acoplamento básico, é necessário desmontar o
motor quando a bomba precisar de manutenção.
Portanto, é necessário alinhar a bomba na
montagem, consulte a figura 1.1.25.
Fig. 1.1.27: Bomba com
acoplamento curto com
acoplamento rígido
Fig. 1.1.28: Diferentes tipos de acoplamento
Por outro lado, se a bomba estiver equipada com
um acoplamento de espaçador, é possível fazer a
manutenção na bomba sem desmontar o motor.
Deste modo, o alinhamento não é um problema,
consulte a figura 1.1.26.
Bombas com acoplamento curto
Estas bombas podem ser construídas nas duas
maneiras a seguir: A bomba tem o rotor montado
diretamente sobre o eixo estendido do motor ou a
bomba tem um motor padrão e um acoplamento
rígido ou acoplamento de espaçador, consulte as
figuras 1.1.27 e 1.1.28.
16
Ti acopl ent
po
am
o
básic
o
Bomba com
acoplamento
longo com
acoplamento
flexível
Bomba com
acoplamento
curto com
acoplamento
rígido
Acopl ent de
am
o
espaçador (opcional
)

16. Seção 1.2
Tipos de bomba
1.2.1 Bombas padrão
Poucas normas internacionais tratam de bombas
centrífugas. Na verdade, muitos países possuem
seus próprios padrões, que mais ou menos
sobrepõem uns aos outros. Uma bomba padrão
é aquela compatível com as regulamentações
oficiais, como, por exemplo, o ponto de operação
da bomba. Relacionamos abaixo alguns exemplos
de padrões internacionais para bombas:
Fig. 1.2.1:Bomba padrão com
acoplamento longo
• EN 733 (DIN 24255) se aplica às bombas
centrífugas de sucção axial, também conhecidas
como bombas de água padrão com pressão
nominal (PN) de 10 bar.
• EN 22858 (ISO 2858) se aplica às bombas
centrífugas, também conhecidas como bombas
químicas padrão com pressão nominal (PN) de
16 bar, consulte o apêndice K.
As normas mencionadas acima cobrem as
dimensões de instalação e os pontos de operação
de diferentes tipos de bombas. Quanto às peças
hidráulicas destas bombas, elas variam de acordo
com o fabricante - deste modo, não há padrões
internacionais determinados para estas peças.
Fig. 1.2.2: Bomba padrão com
eixo simples
Bombas, que são projetadas de acordo com os
padrões, oferecem vantagens ao usuário final
relacionadas à instalação, assim como serviço,
peças de reposição e manutenção.
1.2.2 Bombas com carcaça bipartida
Uma bomba com carcaça bipartida é uma
bomba cuja carcaça é dividida axialmente em
duas partes. A Figura 1.2.4 mostra uma bomba
monoestágio com carcaça bipartida com rotor
de sucção dupla. A construção com entrada
dupla elimina as forças axiais e assegura
uma expectativa de vida útil mais longa dos
rolamentos. Geralmente, as bombas com carcaça
bipartida são mais eficientes, tem manutenção
mais fácil e uma faixa de desempenho ampla.
Fig. 1.2.3: Bomba com carcaça
bipartida com acoplamento longo
Fig. 1.2.4: Bomba com
carcaça bipartida com
rotor de sucção dupla
17

17. Seção 1.2
Tipos de bomba
Liquido
1.2.3 Bombas hermeticamente seladas
Retentor
Atmosfera
Não é de surpreender que a guia de entrada
do eixo da bomba deve ser selada. Geralmente,
isto é feito através de um retentor mecânico
do eixo, consulte a figura 1.2.5. A desvantagem
do retentor mecânico do eixo são suas
propriedades deficientes quando se trata
de manipulação líquidos tóxicos e agressivos,
que, consequentemente, levam a vazamento.
Até certo ponto estes problemas podem ser
resolvidos usando um retentor mecânico duplo
do eixo. Outra solução para estes problemas é
usar uma bomba hermeticamente selada.
Diferenciamos estes dois tipos de bombas
hermeticamente seladas: Bombas com motor
blindado e bombas com acionamento magnético.
Informações adicionais sobre estas bombas são
encontradas nos próximos parágrafos.
Fig. 1.2.5: Exemplo de bomba padrão com retentor
mecânico do eixo
Blindagem
do motor
Bombas com motor blindado
Uma bomba com motor blindado é uma
bomba hermeticamente selada com o motor
e a bomba integrados em uma unidade sem
retentor, consulte as figuras 1.2.6 e 1.2.7. O
líquido bombeado entra na câmara do rotor que
é separado do estator por uma blindagem fina
do rotor. O rotor pode servir como uma barreira
hermeticamente selada entre o líquido e o motor.
As bombas químicas são feitas de materiais
como plástico ou aço inoxidável que podem
suportar líquidos agressivos.
Fig. 1.2.6: Bomba química com motor blindado
Blindagem
do Motor
O tipo mais comum de motor blindado é a
bomba circuladora. Este tipo de bomba é usado
tipicamente em circuitos de aquecimento, pois
sua construção produz baixo ruído e a operação
é livre de manutenção.
Fig. 1.2.7: Bomba circuladora com motor blindado
18

18. Magnetos externos
Magnetos internos
Bombas com acionamento magnético
Nos últimos anos, as bombas com acionamento
magnético têm se tornado cada vez mais
populares para transferência de líquidos tóxicos
e agressivos.
Como mostrado na figura 1.2.8, a bomba com
acionamento magnético é composta por dois
grupos de magnetos; um magneto interno e
um magneto externo. Uma blindagem não
magnetizada pode separar estes dois grupos.
A blindagem serve como uma barreira
hermeticamente selada entre o líquido e a
atmosfera. Como ilustrado na figura 1.2.9, o
magneto externo é conectado ao acionamento
da bomba e o magneto externo é conectado
ao eixo da bomba. Por meio disto, o torque
do acionamento da bomba é transmitido para
o eixo da bomba. O líquido bombeado serve
como lubrificante para os rolamentos da bomba.
Portanto, ventilação suficiente é crucial para os
rolamentos.
Blindagem
Fig. 1.2.8: Construção do acionamento magnético
Magnetos
internos
Blindagem
Magnetos
externos
Fig. 1.2.9: Bomba multiestágio com acionamento
magnético
19

19. Seção 1.2
Tipos de bomba
1.2.4 Bombas sanitárias
As bombas sanitárias são usadas principalmente
por indústrias de alimentos, bebidas, farmacêuticas
e de biotecnologia onde é muito importante que o
líquido bombeado seja manipulado suavemente e
que as bombas sejam fáceis de limpar.
Para atender as exigências de processamento
destas indústrias, as bombas devem ter uma
superfície áspera entre 3,2 e 0,4 μm Ra. Isto pode
ser melhor obtido usando aço inoxidável forjado
ou laminado rolado como materiais de construção,
consulte a figura 1.2.12. Estes materiais possuem
uma superfície compacta não porosa que pode
ser facilmente trabalhada para atender os vários
requisitos de acabamento de superfície.
Fig. 1.2.10: Bomba sanitária
As principais características das bombas sanitárias
são facilidade de limpeza e de manutenção.
Os fabricantes líderes de bombas sanitárias
projetaram suas bombas para atender os padrões
a seguir:
EHEDG – [Grupo de Design de Equipamento
Higiênico Europeu]
Fig.1.2.11: Bomba sanitária com canal lateral de
auto-escorvamento
QHD – [Design Higiênico Qualificado]
3-A – Padrões Sanitários:
3A0/3A1: Padrão Industrial/Higiênico
Ra ≤ 3.2 µm
Padrão Estéril
3A2:
Ra ≤ 0.8 µm
Padrão Estéril
3A3:
Ra ≤ 0.4 µm
Areia fundida
Fundição de
precisão
Aço rolado
Fig.1.2.12: Aspereza da superfície do material
20

20. 1.2.5 Bombas de efluentes
Uma bomba de efluentes é um equipamento
lacrado com uma bomba e um motor. Devido
a sua construção, a bomba de efluentes é
apropriada para instalação submersa em poços.
Trilhos duplos com sistema de autoacoplamento
normalmente são usados em instalações
submersas. O sistema de autoacoplamento
facilita a manutenção, reparo e substituição da
bomba. Devido à construção da bomba, não
é necessário entrar no poço para executar
o serviço. Na verdade, é possível conectar e
desconectar a bomba automaticamente de fora
do poço. As bombas de efluentes também podem
ser instaladas secas como bombas convencionais
em instalações horizontais ou verticais. Da
mesma forma, este tipo de instalação é de fácil
manutenção e reparo e proporciona operação
ininterrupta da bomba no caso de inundação da
poço seco, consulte a figura 1.2.14.
Normalmente, as bombas de efluentes têm
que ser capazes de manejar partículas grandes.
Portanto, elas são equipadas com rotores
especiais para evitar bloqueio e entupimento.
Existem vários tipos de rotores: rotores de canal
simples, rotores de canal duplo, rotores de três e
quatro canais e rotores de vórtice. A Figura 1.2.15
mostra os diferentes desenhos de rotores.
As bombas de efluentes geralmente são
produzidas com um motor seco, com proteção
IP68 (para mais informações sobre classes de
IP, vá para a seção 1.4.1). O motor e a bomba
possuem um eixo estendido comum com um
sistema de retentor mecânico duplo do eixo em
uma câmara de óleo intermediária, consulte a
figura 1.2.13.
As bombas de efluentes podem operar
intermitenteou continuamente de acordo com a
instalação em questão.
Fig.1.2.13: Detalhe de
uma bomba de esgoto
para instalações úmidas
Fig. 1.2.14: Bomba de efluentes para instalações secas
Rotor de
vórtice
Rotor de
canal simples
Rotor de
canal duplo
21