Obtém Conhecimentos Aprofundados Sobre as Nossas Bombas & Indústria
Em meu primeiro blog, falamos que as bombas não seguam, elas realmente dependem da pressão atmosférica para empurrar o líquido para o impulsor. Em meu segundo blog, eu expliquei como a pressão atmosférica pode ser expressa em pés de coluna de água. Nesse blog vamos discutir como a pressão, medida em pés de coluna de água, pode ou não satisfazer os requisitos para pressão de entrada da bomba centrífuga.
Como o impulsor da bomba centrífuga gira, o líquido no interior é projetado para fora, ou para as pás. Quando isso acontece, é necessário haver uma pressão atrás do líquido entrado no olhal do impulsor para que que o líquido mova para o espaço deixado pelo líquido sendo expelido pelo impulsor. Isso permite que o ciclo continue como um movimento contínuo ininterrupto.
Se a velocidade de rotação de um impulsor fosse extremamente baixa então praticamente nenhuma pressão seria necessária para substituir o líquido à medida que era expelido. No entanto, se esse fosse o caso, a pressão de saída da bomba também seria extremamente baixa, sendo uma bomba essencialmente inútil.
À medida que a velocidade de rotação do impulsor é aumentada para uma velocidade útil, também aumenta a necessidade de haver uma pressão atrás do fluído que entra no olhal.
Se, em qualquer ponto, o impulsor expelir o líquido a uma taxa tal que a pressão por trás da água de entrada não possa acelerar o líquido na mesma taxa, um “vácuo relativo” será criado (eu digo “vácuo relativo” porque age de forma similar a um vácuo mas em futuros blogs irei explicar suas verdadeiras características). O vácuo, como lhe chamaremos no momento, não tem massa e, portanto, não pode criar uma força à medida que passa pela pá do impulsor. Nenhuma força equivale a nenhuma pressão e uma bomba não tem utilidade se não tiver pressão de saída.
Uma demonstração ilustrada por uma série de duas fotografias pode ser usada para explicar esse “vácuo relativo”.
Na fotografia # 1, uma esfera em uma sonda está sendo movida lentamente através do líquido da direita para a esquerda. À medida que a esfera se move, a pressão hidráulica força o líquido envolvente por trás da bola em movimento, preenchendo a área antes de não ser criado qualquer vazio. Isto imita o movimento do fluido em direção às pás de um impulsor de movimento lento, preenchendo o espaço criado quando o líquido é expelido pela força centrífuga.
Fotografia #1 Fotografia #2
A fotografia # 2 mostra uma área de visível sem líquido quando a mesma bola é movida muito rapidamente da direita para a esquerda. Obviamente, a pressão não é suficiente para mover rapidamente o líquido por trás da bola. O vácuo criado é semelhante ao vácuo deixado numa pá de impulsor de movimento rápido quando a pressão de entrada é insuficiente para preencher rapidamente o espaço deixado pelo fluido que é expelido pelo impulsor.
Os fabricantes de bombas estão muito conscientes da necessidade de ter uma pressão de entrada para manter uma bomba centrífuga com uma alimentação contínua de líquido. Eles calculam e, em seguida, testam cada impulsor através de sua gama de funcionamento esperada e registram essas informações como NPSHR. (Net Positive Suction Head Required, ou Altura de Sucção Positiva Líquida Requerida)
Os dados sobre a NPSHR são fundamentais para os operadores das bombas em inúmeras aplicações. Os fabricantes fornecem dados da NPSHR para o usuário sob a forma de curvas NPSHR. Uma curva desse gênero encontra-se apresentada abaixo.
A linha verde indica a pressão mínima, em pés ou metros de coluna de água, necessária para encher adequadamente a bomba, independentemente da velocidade do impulsor ou da velocidade do fluxo.
A linha preta mais acentuada estaria associada ao fluxo máximo de funcionamento dos três testes (em rpm). Irá notar que quanto mais rápido um impulsor tem de girar para conseguir alcançar uma velocidade de fluxo específica, maior a NPSHR. (À medida que a velocidade do impulsor aumenta, o tempo disponível para preencher o vácuo diminui, então a pressão deve aumentar para preencher completamente esse vazio em um curto período de tempo.)
É também digno de nota que, uma vez que um fluxo médio é excedido, a NPSHR aumenta rapidamente em qualquer rpm. As velocidades de fluxo elevadas são o resultado de grandes volumes de líquido sendo expelido do impulsor da bomba em um curto período de tempo. Para isso são necessárias elevadas pressões de entrada para mover esse grande volume em um curto espaço de tempo.
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O debate de hoje introduziu o conceito de NPSHR. Em termos básicos, é a pressão que uma bomba precisa para permanecer operacional. No blog da próxima semana vamos discutir a sua contrapartida, a pressão que o ambiente e o sistema de entrada podem disponibilizar para a bomba. (Altura de Sucção Positiva Disponível ou NPSHA.)
Nas próximas semanas, também vamos desenvolver o termo “vácuos relativos”. Procure títulos que contenham os termos cavitação e/ou pressão de vapor. Fique atento!
Até uma próxima vez,
RJ
