Revisão dos principais tipos de bombas e das suas áreas de aplicação

Em numerosas indústrias, incluindo a indústria transformadora e a agricultura, as bombas são equipamentos indispensáveis. A seleção da melhor bomba para as suas necessidades pode ser ajudada pelo conhecimento dos vários tipos e aplicações de cada uma. Existe uma bomba para cada finalidade, quer seja necessário mover produtos químicos, óleo ou água.

Neste artigo, vamos analisar os vários tipos de bombas, destacando as suas caraterísticas e aplicações comuns. Cada tipo de bomba tem vantagens específicas, desde bombas de deslocamento positivo que oferecem caudais precisos a bombas centrífugas que gerem grandes volumes de líquido.

Também analisaremos as situações ideais para utilizar cada tipo de bomba, para que possa decidir qual é a melhor para as suas necessidades específicas. Este guia ajudá-lo-á a selecionar a bomba adequada para a sua tarefa, quer esteja a gerir operações industriais ou a trabalhar num projeto doméstico.

Classificação geral

Atualmente, existem mais de 3.000 tipos diferentes de bombas. As suas funções e estruturas variam e podem ser utilizadas em vários contextos. As duas principais categorias desta diversidade são as bombas volumétricas e dinâmicas. As bombas volumétricas são aparelhos em que o material é misturado continuamente com a entrada e a saída, movendo-se em função das variações de volume da câmara. Podem ser separados em:

• membrana;
• rotativos;
• pistão.

Os modelos dinâmicos são aqueles em que os tubos de entrada e de saída da bomba estão sempre ligados e a água desloca-se com a câmara devido a forças hidrodinâmicas. Existem dois tipos de bombas dinâmicas: de jato e de palhetas. Centrífuga, axial e de vórtice são os diferentes tipos de bombas de palhetas.

De seguida, será feita uma análise mais aprofundada de cada um destes tipos de bombas e da sua classificação.

Dispositivos rotativos

A análise das bombas de água começa com os componentes rotativos. A ausência de uma válvula é a sua principal caraterística. Por outras palavras, a forma como uma bomba de água rotativa funciona é empurrando a água para fora. Um rotor, um elemento de trabalho único, é responsável pela execução deste processo. A operação é efectuada da forma descrita a seguir: A água infiltra-se na sala de operações. O movimento do rotor ao longo das paredes internas da câmara de trabalho altera o volume da área fechada, o que faz com que a água seja forçada a sair de acordo com as leis físicas.

Vantagens das bombas rotativas:

• de alta eficiência;
• autoaspiração da água;
• a possibilidade de reversão do abastecimento de água;
• bombeamento de substâncias de qualquer viscosidade e temperatura;
• baixo nível de ruído;
• sem vibração.

Um dos inconvenientes é o facto de a pureza dos líquidos bombeados ter de ser garantida (excluindo inclusões sólidas). Além disso, são necessárias reparações dispendiosas devido à sua conceção complexa.

As indústrias química, petrolífera, alimentar e marítima utilizam as bombas rotativas devido à sua capacidade de trabalhar com materiais viscosos e agressivos. A produção de petróleo utiliza ativamente bombas de parafuso, um subtipo de bombas rotativas. No sector dos serviços públicos, são utilizadas para manter constante a pressão do sistema de aquecimento, de modo a que a bomba não necessite de arrefecimento ou lubrificação.

Modelos de pistões

A base mecânica do dispositivo da bomba de pistão é a deslocação da água. Embora esta seja uma das primeiras formas de água, o aparelho é muito mais complexo atualmente do que no passado. Estas bombas, em particular, apresentam uma caixa robusta e ergonómica, uma base de elementos bem desenvolvida e numerosas opções flexíveis de ligação ao abastecimento de água. Neste sentido, são comuns tanto na vida profissional como na vida quotidiana.

A bomba é um cilindro oco de metal, que, de facto, é uma caixa – está a mover fluido dentro dela. O impacto físico sobre ele é efectuado Pistão de êmbolo, cujo funcionamento pode assemelhar-se a uma prensa hidráulica. O funcionamento deste dispositivo baseia-se em movimentos alternativos. Ao mover-se para cima (movimento recíproco), é criado um vácuo na câmara, o que garante a sucção da água. A água entra na câmara através de uma entrada com uma válvula, que neste momento abre o orifício. Quando se desloca para trás, esta válvula volta ao seu lugar e a válvula de saída abre-se. Neste caso, o pistão espreme a água. Quase o mesmo princípio funciona com a seringa mais comum.

Este funcionamento tem um inconveniente: o fluxo irregular do líquido. São utilizados vários pistões em simultâneo para eliminar este fenómeno; o seu movimento periódico assegura um fluxo suave.

Existem bombas de pistão de dupla ação. Aqui, a água percorre todo o cilindro várias vezes devido à presença de válvulas em ambos os lados. Isto significa que, à medida que o pistão se move, destila a água dentro da área de trabalho e expulsa uma parte dela da bomba. Como resultado, a pulsação da tubagem pode ser reduzida. Um dos inconvenientes do modelo de tipo duplo é o facto de ter um sistema mais complicado, o que reduz a sua fiabilidade.

As bombas de pistão têm duas vantagens principais: a sua simplicidade e durabilidade e a sua baixa produtividade. Embora seja geralmente possível aumentar a eficiência deste tipo de bomba, é inútil fazê-lo porque as alternativas mais económicas às bombas de água podem fornecer maior potência.

Este tipo de equipamento de bombagem tem uma vasta gama de aplicações. Permitem trabalhar com misturas explosivas e ambientes químicos agressivos, para além da água. Estes dispositivos não são utilizados para trabalhos pesados porque não conseguem bombear grandes quantidades de líquido. No entanto, a indústria química utiliza frequentemente estas bombas. Além disso, com a sua ajuda, é possível criar um sistema de abastecimento de água independente para irrigação ou para a sua casa. A indústria alimentar é outro domínio em que estes dispositivos se revelaram eficazes. Isto faz sentido, uma vez que os modelos de pistão são sensíveis aos materiais que passam por eles.

Dispositivos de diafragma

Um tipo relativamente novo de equipamento para bombear líquidos e outras substâncias é a bomba de diafragma. Devido a uma membrana ou diafragma único, este tipo de equipamento pode funcionar com um meio gasoso. Move-se de forma recíproca e modifica o volume da câmara de trabalho de acordo com um ciclo pré-determinado.

A conceção do dispositivo consiste em:

• diafragma;
• câmara de trabalho;
• haste de ligação da membrana ao veio de acionamento;
• mecanismo de manivela;
• válvulas de proteção contra o refluxo de matérias;
• tubos de entrada e de saída.

Estas bombas podem ser constituídas por uma ou duas câmaras funcionais. Os dispositivos de câmara simples são mais comuns, enquanto os dispositivos de câmara dupla são utilizados em ambientes que exigem maior produtividade.

O processo é o seguinte: a membrana dobra-se quando a haste é iniciada, aumentando o volume da câmara e produzindo a ilusão de vácuo no seu interior. Este fenómeno garante que o ambiente bombeado é absorvido. Após o enchimento da câmara, o material é forçado a passar pelo tubo de saída, uma vez que a haste empurra a membrana para a sua posição e provoca uma queda brusca de volume. Além disso, uma válvula automática sobrepõe-se à entrada para impedir o retorno do líquido ou do gás durante o tráfego de retorno.

Existem modelos que possuem duas válvulas paralelas. Neste caso, o procedimento é executado de forma idêntica, apenas com duas câmaras funcionais. À medida que um se move, a água emerge do outro, e vice-versa. Estes aparelhos são considerados mais eficazes.

Vantagens das bombas de membrana:

• podem funcionar em qualquer ambiente;
• tamanho reduzido;
• trabalho silencioso;
• ausência de vibração;
• simplicidade e fiabilidade da estrutura;
• eficiência energética;
• mantendo um elevado grau de pureza da substância bombeada;
• preço baixo;
• longa vida útil;
• não requerem manutenção especial ou frequente, não necessitam de lubrificação;
• uma pessoa sem formação específica pode substituir as peças danificadas;
• tem uma grande versatilidade.

Como as vantagens são muitas, não foram encontrados inconvenientes dignos de nota.

A bomba de membrana é amplamente utilizada em quintas (em máquinas de ordenha), em produtos farmacêuticos e em medicina. No domínio nuclear, são utilizadas na produção de alimentos. Ajudam na criação de bombas de sucção que são utilizadas na indústria gráfica, no fabrico de vernizes e cores, e noutros locais onde é necessário manusear materiais perigosos e tóxicos. Trabalhar com esta última é seguro porque as bombas de membrana têm um elevado grau de estanquicidade.

Bombas de jato

O tipo de dispositivo mais básico de todos é o modelo a jato. Depois de terem sido desenvolvidas no século XIX, foram utilizadas pela primeira vez em minas para bombear ar ou água para fora de tubos de ensaio médicos. Atualmente, o leque de aplicações é ainda maior.

A conceção da bomba de jato é muito simples, pelo que praticamente não necessita de manutenção. É constituída por quatro partes: uma câmara de aspiração, um bico, um difusor e um depósito de mistura. Todo o funcionamento do dispositivo se baseia na transferência de energia cinética, não sendo utilizada a força mecânica. A bomba de jato tem uma câmara de vácuo para onde a água é aspirada. Em seguida, move-se ao longo de um tubo especial, no final do qual existe um bocal. Devido à diminuição do diâmetro, o caudal aumenta, entra no difusor e, a partir dele, na câmara de mistura. Aqui, a água mistura-se com o líquido funcional, pelo que a velocidade diminui, mas a pressão mantém-se.

As bombas de jato existem em várias formas, incluindo ejetor, injetor e elevador.

1. Ejetor bombeia apenas a substância. Funciona com água.
2. Princípio de funcionamento bomba injectora – injeção de uma substância. Utilizado para bombear o vapor.
3. Elevador utilizadas para baixar a temperatura do produto de transporte, o que é conseguido através da mistura com um líquido funcional.

As bombas de jato podem funcionar com gás, vapor ou água. Além disso, têm a capacidade de levantar líquidos (função de transporte aéreo) e de combinar várias substâncias.

Este tipo de bomba é frequentemente utilizado em diversos sectores. Podem ser aplicados isoladamente ou em conjunto com outros elementos. Podem ser utilizadas para a extinção de incêndios, bem como em situações de emergência com falta de água, devido à sua conceção simples. São também muito utilizadas em sistemas de esgotos e de ar condicionado. Existem vários bicos disponíveis para muitos modelos do tipo jato.

• fiabilidade;
• não necessita de manutenção constante;
• conceção simples;
• vasta gama de aplicações.

O baixo rendimento (não superior a 30%) é um inconveniente.

Bombas centrífugas

O disco em que as pás são fixadas é o principal componente de funcionamento deste tipo de dispositivo. Inclinam-se na direção oposta à direção do movimento. Um motor elétrico alimenta o eixo no qual está fixada a lâmina. Podem ser utilizadas uma ou duas rodas na sua conceção. Neste último caso, são unidos pelas pás.

O tubo de entrada permite a entrada de água na câmara de trabalho, que é a base do princípio de funcionamento da bomba centrífuga. As pás rotativas captam o meio, que começa a mover-se com elas. A água é deslocada por força centrífuga do centro da roda para as paredes da câmara, onde ganha pressão. A água é libertada através da saída como resultado disso. As bombas deste tipo não causam pulsações no abastecimento de água porque a água está sempre em movimento.

A utilização de bombas centrífugas permite realizar uma série de tarefas em casa. São frequentemente utilizados para extrair água de furos ou poços. Este método de bombagem de água pode ser utilizado tanto para irrigar um terreno como para criar uma fonte de água doméstica. Uma vez que a bomba centrífuga não pulsa, o ar não entra no sistema, os modelos centrífugos podem ser utilizados para garantir a circulação de água quente no sistema de aquecimento. Estas bombas existem numa variedade de subtipos que podem ser utilizados como dispositivos de drenagem, para remover resíduos e para bombear água de piscinas ou caves.

É importante lembrar que as bombas centrífugas básicas são feitas para água pura que não contém quaisquer materiais sólidos. Existem vários subtipos que permitem o funcionamento em ambientes contaminados.

Modelos axiais

Este tipo de aparelhos funciona totalmente sem forças centrífugas; em vez disso, a energia cinética é transferida ao longo do processo. As pás encontram-se no eixo da câmara de trabalho curvada. Está situada na direção do fluxo. O eixo aumenta a velocidade e a pressão da água à medida que esta passa pela câmara. Os requisitos para a sua produção são muito rigorosos devido a esta conceção. Estas bombas são normalmente encontradas em navios, docas flutuantes e outros equipamentos semelhantes como sistema de lastro e controlo.

Bombear água doce e salgada é a principal função destas bombas. utilizadas para abastecimento, drenagem e purificação de água. As bombas axiais podem ser instaladas no interior da rede de abastecimento de água e têm dimensões incrivelmente reduzidas.

Bombas de vórtice

As bombas centrífugas e as bombas de vórtice partilham uma estrutura semelhante. No entanto, as bombas de vórtice tratam o abastecimento de água de forma diferente. Ao entrar na câmara, a água desloca-se tangencialmente para a periferia antes de se deslocar para o centro da roda. A partir daí, regressa à periferia sob pressão e desloca-se através das pás para o tubo de saída. A principal diferença reside no facto de o ciclo de sucção e descarga da água ocorrer repetidamente em cada rotação da roda equipada com pás (o impulsor).

Esta caraterística de conceção – que distingue as bombas de vórtice das bombas centrífugas – permite que a pressão seja aumentada sete vezes, mesmo com uma pequena quantidade de água. Estes modelos são incompatíveis com os líquidos viscosos e não suportam a presença de inclusões sólidas na água, tal como as bombas centrífugas. Podem, no entanto, ser utilizados para bombear substâncias agressivas, líquidos com gás ou ar e gasolina. A baixa eficiência é um fator negativo.

Estas bombas são úteis em muitos contextos diferentes, mas é preferível instalá-las quando se trabalha com pequenas quantidades de material que requerem uma pressão de saída elevada. Estes dispositivos são mais pequenos, menos dispendiosos e mais silenciosos do que os modelos centrífugos.

Classificação por tipo de potência

Cada bomba de água tem uma fonte de energia específica, seja combustível líquido ou eletricidade. Neste último caso, estão invariavelmente equipados com um motor de combustão interna. O combustível líquido é uma mistura de gasolina e óleo ou gasóleo.

Os modelos que funcionam a gasolina são menos dispendiosos e mais silenciosos. O gasóleo é utilizado para alimentar aparelhos a gasóleo. Apesar de custarem mais, o combustível é menor. Também fazem mais barulho.

As motobombas são outro nome para as bombas de combustível líquido. As suas principais vantagens são a portabilidade e a simplicidade de utilização, ou seja, podem ser utilizadas em qualquer lugar onde não haja eletricidade.

É necessária corrente alternada para o funcionamento do modelo elétrico. O proprietário de uma bomba deste tipo não tem de se preocupar com a disponibilidade de combustível; em vez disso, apenas tem de garantir que a eletricidade está sempre disponível, o que nem sempre é conveniente.

Classificação por qualidade do líquido

Os diferentes tipos de bombas têm normas diferentes para a pureza da água. Três categorias podem ser aplicadas a todos os dispositivos.

1. Para água pura. O conteúdo de partículas sólidas não deve exceder 150 gramas por metro cúbico. Estes modelos incluem bombas de superfície, bem como bombas de poço e de furo.
2. Para água moderadamente poluída. Inclusões insolúveis de 150 a 200 gramas por metro cúbico. Modelos de drenagem, circulação e auto-aspirantes. Também alguns modelos de fontes.
3. Para água suja. Substâncias sólidas a partir de 200 gramas por metro num cubo. Modelos de drenagem e de esgotos de superfície.

Tipo de bomba	Aplicação
Bomba centrífuga	Utilizada para mover água e outros fluidos em várias indústrias, incluindo tratamento de água e sistemas AVAC.
Bomba de diafragma	Ideal para manusear produtos químicos e líquidos viscosos, frequentemente utilizados na agricultura e na indústria transformadora.
Bomba peristáltica	Comum em ambientes médicos e laboratoriais, é óptima para a transferência precisa de fluidos e é utilizada em aplicações de dosagem.
Bomba de engrenagem	Adequada para bombear óleos e lubrificantes em aplicações automóveis e industriais.
Bomba de vácuo	Utilizada para criar vácuo para processos em laboratórios, fabrico e embalagem.

Para escolher a melhor bomba para as suas necessidades, é crucial compreender os vários tipos de bombas e as suas utilizações. Cada tipo de bomba tem vantagens únicas que são adequadas a utilizações específicas, desde bombas de diafragma para tarefas mais precisas a bombas centrífugas que gerem grandes volumes de água.

Resumindo, compreender o funcionamento de cada bomba e a sua colocação ideal pode aumentar significativamente a eficiência e o desempenho, independentemente da aplicação, como o processamento químico, a transferência de óleo ou o tratamento de água. A seleção da bomba adequada garante que o seu sistema funcionará sem problemas e durará muito tempo.

Ao recordar estes tipos importantes e as suas utilizações, estará mais apto a fazer escolhas sensatas e a enfrentar com confiança uma variedade de desafios. Se tiver dúvidas, aconselhar-se com um especialista pode ajudar a garantir que escolhe a melhor bomba para as suas necessidades específicas.

Neste artigo, vamos examinar os vários tipos de bombas e as suas aplicações. Cada tipo de bomba, desde as bombas manuais básicas até aos sofisticados modelos eléctricos e hidráulicos, tem uma função específica numa série de indústrias. Explicaremos como funcionam estas bombas, onde funcionam melhor e porque é tão importante selecionar a bomba correta para tarefas que vão desde os processos industriais até à transferência de água, de modo a serem eficientes e eficazes.

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Como funciona um vedante mecânico?? / Bomba centrífuga

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