A slurry pump in use at an oil refinery.

As Bombas Sugam?

Angus EwartConversa TécnicaLeave a Comment

Obtém Conhecimentos Aprofundados Sobre as Nossas Bombas & Indústria

Voou começar esse blog colocando uma pergunta: A sucção realmente existe?  Tome um momento, pense bem em sua resposta e vamos fazer essa viagem juntos.

A maioria das pessoas na indústria das bombas diria que sim, que a sucção tem de existir. Se você perguntasse a qualquer menino de dez anos com uma garrafa de cola e uma palha ele diria: “Claro que sim! Como poderia beber por minha palha se não o fizesse?” Se pedisse à criança para desenvolver, ela iria explicar-lhe como ela usa sua boca e a palha para puxar o líquido para dentro de sua boca. No entanto, a física envolvida nesse processo é ligeiramente diferente. Se conseguir entender essa diferença, então irá compreender por que as bombas não puxam realmente o líquido, e irá ajudá-lo a entender todas as limitações resultantes existentes.

Para aprofundar ainda mais o assunto, deixe-me dar-lhe um exemplo. A foto abaixo ilustra uma configuração simples de uma extremidade de sucção de uma bomba para “sugar” a água para fora da lagoa.  As forças básicas em jogo aqui são a força centrífuga e a pressão atmosférica. 

A pressão atmosférica, conforme ilustrado abaixo, consiste basicamente no peso do ar acima de nós empurrando a superfície da Terra. No nível do mar, a coluna de ar acima de nós tem aproximadamente 80 quilômetros.  Se fosse possível isolar uma coluna com uma polegada quadrada, iríamos descobrir que essa coluna de ar de uma polegada quadrada teria aproximadamente 14,7 lb.  Portanto, a pressão exercida pela atmosfera na superfície terrestre no nível do mar diz-se ser de 14,7 libras por polegada quadrada (14,7 psi). Veja a imagem abaixo:

A outra força pertinente para o nosso exemplo é a força centrífuga. A força centrífuga é uma força aparente que empurra para fora um corpo movendo-se em redor de um ponto central e decorrente da inércia do corpo.  Simplificando, é a força que atirou você em criança para fora do carrocel do bairro, quando os meninos maiores empurravam com demasiada força. Dentro de uma bomba centrífuga, essa é a força que expele o líquido, ou o impulsor rotativo criando uma pressão no compartimento de descarga. Veja a imagem abaixo:

Agora que já temos os conhecimentos básicos sobre as duas forças que são relevantes para nossos exemplo de bomba inicial, vamos examinar como essas duas forças interagem. Assumindo que nossa bomba está preparada (cheia com líquido), assim que o impulsor começa a girar, a força centrífuga vai expelir o líquido do impulsor para dentro do corpo da bomba. À medida que o líquido sai do impulsor ele cria um vazio, ou mais precisamente induz uma zona de baixa pressão. Estando o lado de entrada da bomba conectado e vedado a uma mangueira não-dobrável que se estende abaixo da superfície das lagoas, essa zona de baixa pressão, na verdade, estende-se para baixo da mangueira para o interior da lagoa.

Sendo a pressão atmosférica mais alta do que a pressão reduzida na mangueira, em seguida, ela empurra o líquido para dentro da bomba, onde o líquido pode ser expelido para criar o ciclo contínuo. O ponto-chave aqui é que o líquido está sendo empurrado pela pressão atmosférica e não efetivamente pela bomba!

Isso nos leva de volta para minha pergunta inicial: a sucção realmente existe? Se a pressão atmosférica é responsável por empurrar o líquido para a zona de baixa pressão e a bomba é responsável por criar a zona de baixa pressão, então estará a bomba a sugar realmente o líquido para o tubo?

Minha resposta é não. A pressão atmosférica empurra o líquido, por isso é diretamente responsável pelo movimento do líquido. É importante analisar dessa forma, pois é mais fácil de entender por que as bombas não conseguem “sugar” a água de um poço em que a superfície da água está a mais de 10 metros abaixo da bomba. O debate na próxima semana sobre poços fundos e NPSH irá desenvolver mais essa questão, mas até lá eu evitaria debater o assuntos com crianças de dez anos sobre colas, palhas e sucção.

Até uma próxima vez,

RJ

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