eq651 – operações unitárias i - ggte.unicamp.br · (foust et al., 1982- princípios das...
TRANSCRIPT
![Page 1: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/1.jpg)
1
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
EQ651 – Operações Unitárias I
Capítulo I – Bombas e Compressores
![Page 2: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/2.jpg)
2
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Introdução
Considerações sobre equipamentos movimentadores de fluido
Equipamentos energia escoamentomovimentadores
Equiptos.: Bomba e Compressor trabalho (energia)
Compensar as perdas por atrito ou contribuir
Pressão VelocidadeAltura de fluido
![Page 3: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/3.jpg)
3
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaFluido
compressibilidadeviscosidadedensidade
Gás Equiptos.: ventiladores, sopradores ou compressores(fornecem energia ao fluido e propiciam o escoamento)
densidade
(fornecem energia ao fluido e propiciam o escoamento)
viscosidadeLíquido
Equiptos.: Bombas
![Page 4: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/4.jpg)
4
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaEnergia
Energia Dispositivo motriz de fluidos
Processos Químicos
Parcela Significativa do Consumo de Energia do Processo
Dimensionamento e a escolha correta do equipamento
Minimizar o consumo de energia
Viabilizar o processo e o custo
![Page 5: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/5.jpg)
5
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Bombas – Transporte de Líquidos
Sistema de Bombeamento:Sistema de escoamento de líquido incorporando uma bomba
(1)
Descarga ou recalqueSucção ou aspiração
(2)
S ou YS
D ou YD
![Page 6: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/6.jpg)
6
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Se o nível de água permite encher completamente o corpo da bomba, diz-se que a bomba está afogada.
S ou YS : altura de sucção ou aspiraçãoD ou YD: altura de descarga ou recalque
*recomenda-se a colocação de uma válvula de retenção antes da bomba: impede o escoamento para reservatório, quando a bomba estiver desligada.
![Page 7: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/7.jpg)
7
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaBalanço de Energia
LD
2D2
BS
2S1 hy
g2v
gpHy
g2v
gp
+++ρ
=+++ρ
(1)
HB= altura manométrica ou carga da bomba (=energia por unidade de peso do fluido que deve ser fornecida ao sistema
( ) LSD
2S
2D12
B hyyg2
vvg
ppH +−+−
+ρ−
= (2)De (1)
![Page 8: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/8.jpg)
8
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Potência que deve ser fornecida ao sistema: Pútil
B.
Bútil gHmQHP =γ= (3)
ηútilPPotência Real(Preal): fornecida pelo motor =
η : rendimento ou eficiência da bomba
η= B
.
realgHmP (4)
então
![Page 9: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/9.jpg)
9
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
OBS: Ocorrem muitas situações em Engenharia em que:
P1=P2=PatmvS=vD (mesmo diâmetro de tubulação)
Assim,( ) LSDB hyyH +−= ou
( ) LDLSSDB hhyyH ++−=
Perdas na sucção
(5)
Perdas na descarga
![Page 10: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/10.jpg)
10
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Classificação das Bombas
•Bombas de Deslocamento Positivo
•Bombas Centrífugas
•Especiais
![Page 11: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/11.jpg)
11
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Características das Bombas
Bombas de Deslocamento Positivo
Uma porção de fluido é presa numa câmara, e pela ação de um pistão ou peças rotativas o fluido é impulsionado para fora.
Dividem-se:
Alternativas (chamadas de sistema de pistão) em que o escoamento é intermitente
Rotativas (escoamento contínuo)
![Page 12: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/12.jpg)
12
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaModo Operacional
ba
cdo
A partícula de “a” de líquido é aspirada em “o” segue a trajetória do pistão “b” e sai com pressão comunicada pelo êmbolo “d”.
Esquema Típico de Bomba Êmbolo
![Page 13: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/13.jpg)
13
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaCaracterísticas
A taxa de fornecimento (vazão) depende do volume varrido pelo pistão e do número de golpes por unidade de tempo
A vazão de descarga do fluido varia com tempo em virtude da natureza periódica do pistão
Vazão real pode ser menor que o volume varrido do pistão devido a ocorrência de vazamentos ou enchimento incompleto do cilindro (ηvol)
tempocilindro
realvol V
Q
/ pistão do todeslocamen do descargareal descarga
==η
![Page 14: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/14.jpg)
14
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaIndicações Práticas
As bombas altenativas não tem limite de pressão. Atualmentesão construídas para fornecer mais de 1000 atm.
A velocidade do pistão é em geral, de 12 a 40 m/min dependendodo curso, que pode variar de 7,5 a 60cm.
São recomendadas para bombeamento de água de alimentação em caldeiras, óleo e fluidos em geral que não contenham sólidos abrasivos, que podem danificar as superfícies torneadas do cilindro e do pistão.
![Page 15: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/15.jpg)
15
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaClassificação
Deslocamento de LíquidoSimples Efeito Duplo Efeito
Número de Câmaras com Pistão ou êmboloSimplexDuplexTriplexMultiplex
![Page 16: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/16.jpg)
16
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Deslocamento de Líquido - Simples Efeito e Simplex
Figura 1. Funcionamento de uma bomba com pistão(www.animatedsoftware.com)
![Page 17: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/17.jpg)
17
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Deslocamento de Líquido - Duplo Efeito e Simplex
Figura 2. Bomba simplex de duplo efeito operada a correia(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 18: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/18.jpg)
18
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Deslocamento de Líquido - Duplo Efeito e Simplex
Figura 3. Bomba de pistão(http://www.em.pucrs.br/lsfm/alunos/luc_gab/bombas1.html)
![Page 19: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/19.jpg)
19
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaBombas Alternativas
Movimento de vai e vem (Tipo Pistão)
Princípio de Funcionamento
Possuem uma (ou mais câmaras) no interior da qual um orgão propulsor comunica energia de pressão ao líquido provocando seu escoamento.
Proporciona as condições para que se realize o escoamento na aspiração até a bomba, e no recalque até o ponto desejado.
![Page 20: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/20.jpg)
20
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Deslocamento de Líquido - Duplo Efeito e Simplex
Figura 4. Funcionamento de bomba simplex de duplo efeito(www.animatedsoftware.com)
![Page 21: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/21.jpg)
21
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Deslocamento de Líquido - Simples Efeito e Simplex
Figura 5. Bomba de êmbolo, simples efeito, simplex(http://www.em.pucrs.br/lsfm/alunos/luc_gab/bombas1.html)
![Page 22: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/22.jpg)
22
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Deslocamento de Líquido - Duplex
Figura 6. Bomba de êmbolo, duplex, acoplada em série, operada a vapor de água (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 23: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/23.jpg)
23
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Deslocamento de Líquido - Duplo Efeito e Duplex
Figura 7. Funcionamento de bomba duplex(www.animatedsoftware.com)
![Page 24: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/24.jpg)
24
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaBombas Rotativas
Movimento Rotativo
Princípio de Funcionamento
O rotor provoca pressão reduzida na entrada possibilitando a admissão do líquido à bomba pelo efeito de pressão externa, e o líquido é ejetado pelo lado da descarga. À medida que o elemento gira, o líquido fica retido entre os componentes do rotor e a carcaça da bomba. Finalmente, depois de uma determinada rotação do rotor, o líquido é ejetado pelo lado da descarga da bomba.
![Page 25: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/25.jpg)
25
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Modo Operacional
O fluido (líquido) recebe a ação de forças provenientes de uma ou mais peças dotadas de movimento de rotação, que transmitem energia de pressão, provocando seu escoamento.
Características
Vazão é função do tamanho e velocidade de rotação, fornecendo vazões praticamente constantes.
![Page 26: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/26.jpg)
26
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Indicações Práticas
o Possuem capacidade de bombeamento pequena a moderada.
o Podem bombear uma larga faixa de tipos de líquidos em uma ampla faixa de viscosidade e temperatura. Não é recomendada paralíquidos que contenham substâncias abrasivas ou corrosivas.
o Geralmente são usadas para bombeamento de óleos minerais, vegetais e animais, gorduras, glicose, tintas, vernizes, maioneze, bronzeadores, cremes, etc...
![Page 27: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/27.jpg)
27
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Classificação
Bombas de Engrenagens
Bombas de Parafusos
Bombas de Lóbulos Duplos ou Triplos
![Page 28: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/28.jpg)
28
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Exemplos
Figura 8: Esquema do escoamento em uma bomba de engrenagens(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 29: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/29.jpg)
29
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 9: Esquema do deslocamento em uma bomba de engrenagens(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias
![Page 30: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/30.jpg)
30
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 11: Esquema de uma bomba de dois lóbulos
Figura 10: Bomba de parafusos helicoidais
![Page 31: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/31.jpg)
31
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaBombas Centrífugas
São caracterizadas por possuírem um orgão rotatóriodotado de pás, chamado de rotor (ou impulsor), que comunica aceleração à massa líquida, transformando a energia mecânica de que está dotado, em energia cinética.
Descarga depende: características da bombanúmero de rotaçõescaracterísticas do sistema de transporte
![Page 32: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/32.jpg)
32
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Princípio de Funcionamento
O eixo do rotor funciona como um propulsor do fluido que é lançado para a periferia pela ação da força centrífuga.
Modo Operacional
A energia cinética do fluido aumenta do centro do rotor para aponta das pás que é transformada em energia de pressão, quando o fluido sai do rotor e entra na carcaça (voluta) ou difusor.
![Page 33: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/33.jpg)
33
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Características:
São as mais usadas na indústria química – modelo simplificado,pequeno custo, manutenção barata e flexível para aplicação (ampla faixa de pressão e vazão)
Nos modelos usuais necessita ser previamente preenchida com o líquido a ser bombeado (as folgas entre o rotor e o restante da carcaça)
![Page 34: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/34.jpg)
34
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaIndicações Práticas
Operam tanto a baixas e altas vazões ou pressões dimensionamento
Operam com diferentes tipos de fluidosconfiguração específica para cada tipo de fluido
• Simplicidade de projeto e construção• Ocupam pouco espaço• Peso reduzido• Fácil controle de descarga• Poucas partes móveis (fácil manutenção)
Vantagens
![Page 35: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/35.jpg)
35
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Partes da Bomba
Dependente do Projeto
Eixo: Sistema transmissor de potência para o rotor
Rotor: aberto ou fechado, espaçamento e forma das pás
Rotor fechado: altas pressões e líquidos limpos Rotor semi-fechado: operações gerais Rotor aberto: baixas pressões, pequenas vazões e líquidos
contendo pastas, lama, areia
![Page 36: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/36.jpg)
36
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Carcaça: tem a função principal de transformar a energia cinética impressa ao fluido pelo rotor em carga de pressão.Serve como contentor para o fluido. Podem ser do tipo espiral(voluta) ou difusor.
Difusores: Saída da bombaGradativamente aberto: diminui a velocidade do líquido
proveniente do rotor
Estágio: único: um rotor e um difusormúltiplo: dois ou mais rotores em série em um
único eixo
![Page 37: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/37.jpg)
37
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Rotor de palhetas retas, fechado, de sucção simples Rotor de sucção dupla
Rotor não-bloqueável
Rotor aberto
Rotor semi-aberto
Rotor de escoamento misto
Exemplos
Figura 12: Rotores de bombas centrífugas(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 38: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/38.jpg)
38
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 13: Rotores de bombas centrífugas(http://www.animatedsoftware.com)
![Page 39: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/39.jpg)
39
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 14: Carcaça de bomba centrífuga, Figura 15: Carcaçacom voluta (espiral)
de bomba centrífuga, com difusor (redutor de veloc.)
(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 40: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/40.jpg)
40
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 16: Bomba centrífuga de seis estágios(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 41: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/41.jpg)
41
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Seleção
A escolha do tipo de bomba é influenciada pelos seguintes fatores:
• Vazão (quantidade de líquido a bombear): determina o tamanho e o número de bombas
• Carga a ser vencida (HB)• Natureza do fluido (viscosidade, corrosividade, presença de sólidos
em suspensão)
![Page 42: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/42.jpg)
42
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Tabela 1: Características de bombas
CentrífugaPadrão(escoa-mento radial)
Turbina(escoa-mento misto)
Rotor helicoidal(escoamento axial)
Intermediária- até200 ft
Intermediária- até 16.000 gal/min
Com elevado teor de sólidos
Não tem
Elevada; em estágio simples-até 600 ft; em multiestágio-até6.000 psi
Carga(ou pressão de descarga)
Capacidade(ou vazão fornecida)
Líquidos com que opera
Capacidade de me-dição ou de con-trole de vazão
Baixa- até 60 ft
Elevada- até 100.000 gal/min
Abrasivos
Não tem
Baixa-100gal/min; até muito alta-200.000 gal/min
Sujos ou límpidos
Não tem
![Page 43: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/43.jpg)
43
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Tabela 1: Características de bombas(continuação)
Deslocamento PositivoRotativa(engre-nagem ou parafuso)
Alternativa(pistão ou êmbolo)
Carga(ou pressão de descarga)
Capacidade(ou vazão fornecida)
Líquidos com que opera
Capacidade de me-dição ou de con-trole de vazão
A mais alta possível-até 100.000 psi
Intermediária- até 500 gal/min
Límpidos, sem sólidos
Tem
Intermediária- até600 psi
Baixa -1gal/min; até intermediária-500 gal/min
Até com viscosidade elevada;Não abrasivo
Tem
![Page 44: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/44.jpg)
44
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Bombas Especiais
• Bombas de diafragma• Bombas peristálticas• Bombas a Jato• Bombas Eletromagnéticas
![Page 45: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/45.jpg)
45
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 17: Esquema de uma bomba de diafragma
Figura 18: Funcionamento de bomba de diafragma dupla
(http://www.animatedsoftware.com)
![Page 46: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/46.jpg)
46
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 19: Esquema de uma bomba peristáltica
Figura 20: Funcionamento de bomba a jato(http://www.animatedsoftware.com)
![Page 47: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/47.jpg)
47
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 21: Bomba eletromagnética(http://www.animatedsoftware.com)
![Page 48: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/48.jpg)
48
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Curva da Bomba x Curva do Sistema
Curva da Bomba H x Q : fornecida pelo fabricante da bomba
Estabelece o que a bomba pode fornecer descarga(energia) para vazão do sistema
Q
H
H
Q
Deslocamento Positivo Centrífuga
![Page 49: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/49.jpg)
49
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaPara o sistema de bombeamento
Da equação da energia (eq.2)
( ) LSD
2S
2D12
B hyyg2
vvg
ppH +−+−
+ρ−
=
Para um dado sistema, HB=HB(Q), pois
Qv = v (Q)
hL = hL(Q)
vQ hL
Para um dado sistema de bombeamento, HB aumenta com o aumento de Q.
![Page 50: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/50.jpg)
50
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaCurva do Sistema
A curva do sistema fornece qual será a carga (energia) necessária para cada vazão
H
Q
![Page 51: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/51.jpg)
51
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaAs curvas em conjunto bomba-sistema mostrará a
viabilidade de utilização da bomba e o ponto de operação
Utilizando em conjunto HB(bomba) x Q e HB (sistema) x Q
HB
sistema
bomba
Alteração da curva do sistema (alteração de hL)
Sist. 2
Sist. 1HB
Ponto de operaçãoRegião de funcionamentoConjunto Inviável
(bomba não adequada) Conjunto Viável
![Page 52: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/52.jpg)
52
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 22:Curva Característica de Bomba centrífuga
Exemplos
DS=4in; Dd=3in; Carcaça com 10in; Rotores:6,7,8,9ou 10 in; v=1750rpm(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 53: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/53.jpg)
53
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha1° número = diâmetro da linha de descarga, in
2° número = diâmetro da linha de sucção, in3° número = diâmetro máximo do rotor/carcaça , in
Figura 23: Mosaico para escolha de bombas centrífugas(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 54: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/54.jpg)
54
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
NPSH: Net Positive Suction Head(Saldo Positivo da Carga na Sucção)
Fenômeno da Cavitação
Se PS Pv do líquido, à T bombeamento≤
Projeto de instalação Bomba Centrífuga
ATENÇÃO: menor pressão (sistema)
Vaporização do líquido
Formação de bolhas de gás
Conduzidas para região de maior pressão
Colapsam e causam deterioração do rotor
CAVITAÇÃO
![Page 55: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/55.jpg)
55
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 25: Regiões de cavitação no rotor(www.cheresources.com)
![Page 56: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/56.jpg)
56
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Reconhecimento da Cavitação
• Queda de rendimento• Vibração• Ruído diferente
Materiais de resistência à corrosão por cavitação
Ferro fundido, Alumínio, Bronze, Aço fundido, Aço doce laminadoBronze fosforoso, Bronze-manganês, Aço-níquel, Ligas especiais de aço inox, Revestimento com elastômeros (neoprene, poliuretano)
Ordem crescente
![Page 57: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/57.jpg)
57
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 25: Regiões de cavitação no rotor(www.cheresources.com)
![Page 58: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/58.jpg)
58
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 26: Evidência da cavitação(www.cheresources.com)
![Page 59: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/59.jpg)
59
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 26: Evidência da cavitação(www.cheresources.com)
![Page 60: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/60.jpg)
60
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaNPSH
Definição: diferença entre a energia absoluta e a pressão de vapor do líquido à temperatura de bombeamento, na entradada sucção.
( )γPPhSNPSH v
LS−
+−= (6)
Onde: S - altura de sucçãoP - pressão absolutaPv - pressão de vapor do líquido à TbombeamentohLS - perda de carga na linha de sucção γ - ρ.gρ - massa específica do fluidog - aceleração da gravidade
![Page 61: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/61.jpg)
61
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
(NPSH)disponível(NPSH)bomba
(NPSH)requerido
Equação (6)(NPSH)disponível
(NPSH)requerido é função:
• Características de fabricação da bomba• Velocidade do rotor• Tipo de rotor
função da própria bomba
![Page 62: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/62.jpg)
62
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Considere a figura:
(1)
(2)(3)entrada da
sucção
sucção
P
S
descarga
olho do rotor
![Page 63: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/63.jpg)
63
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Balanço de Energia entre os pontos (1) e (2):
Lhg
vpSg
vp++=++
22
222
211
γγ(7)
Considerações:
• plano horizontal em (2); S = y1-y2• v1 desprezível em relação a v2• P1 = P (medido)• hL = hLS
![Page 64: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/64.jpg)
64
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Então,
gvphS
pL 2
222 +=−+
γγ(8)
LhSp
−+=γdisp.(NPSH)
gvp2
absoluta totalenergia2
22 +=γ
(energia disponível noponto de entrada da bomba)
![Page 65: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/65.jpg)
65
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Ocorre ainda internamente à bomba um ponto de menor pressãoque P2, chamado “olho da bomba”, no rotor
P3<P2 (P3 – ponto de menor pressão)
Existem atritos internos que provocam essa diminuição da pressão.
gvP2
23φ
γ≅
∆É razoável admitir-se que:
Balanço de energia entre (2) e (3), com coeficiente empírico φ
![Page 66: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/66.jpg)
66
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Hipótese:
gvppp2
2332 φ
γγ=
−=
∆ (9)
onde:
φ – depende das características da bomba (construção)v3 – velocidade do fluido no olho do rotor
Pretende-se, para evitar o fenômeno da cavitação, que:
γγvpp
≥3
![Page 67: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/67.jpg)
67
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
gvpp2
2332 φ
γγ+= (10)de (9):
gv
gvphS
pLS 22
22
233 ++=−+ φ
γγSubstituindo em (8): (11)
γφ
γ3
22
23
22p
gv
gvhS
pLS =−−−+
γvp
≥
(12)ou
p/ evitar a cavitação
![Page 68: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/68.jpg)
68
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
γφ
γv
Lp
gv
gvhSp
≥−−−+22
23
22 (13)
ou
gv
gvhSpp
Lv
22
23
22 φ
γ+≥−+
−(14)
(NPSH)requerido(NPSH)disponível
(NPSH)disponível (NPSH)requerido≥ou seja: Para evitar a cavitação
(Sistema) (Bomba)
![Page 69: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/69.jpg)
69
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
onde:
( ) Lv
disp hSppNPSH −+−
=γ.
(é função apenas do sistema)
(15)
( )g
vg
vNPSH req 22
23
22
. φ+= (depende da bomba, f(N,Q) (16)
![Page 70: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/70.jpg)
70
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Equação Empírica para Cálculo de (NPSH)req.
( )3/22
.req r.KQ
100NNPSH
=Método de Pfeiderer
( ) [ ]mNPSH req −.onde: N – [rpm]Q - [m3/s]
K: coeficiente de resolução da sucção de entrada do rotor
![Page 71: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/71.jpg)
71
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
211
−=
e
mddKde dm1
Normalmente: 9,06,0 ≤≤ K
r: coeficiente dependente do tipo de bomba
Para bombas centrífugas 6,2r ≅
![Page 72: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/72.jpg)
72
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Associação de Bombas Série e Paralelo
Bombas em Série
HB
QQ1
sistema
1 bomba
2 bomba em série
HB2
HB1
HB Aumento da carga
(mesma vazão)
![Page 73: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/73.jpg)
73
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaBombas em Paralelo
Q
Q1
Q2
Q3
A curva característica é obtidasomando-se, para valor de H, as vazões Q de cada bomba. Usa-se para aumentar a vazão na descarga.
![Page 74: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/74.jpg)
74
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
HB
Q
Sistema
Sistema 1
3 bombas2 bombas
1 bomba
2
Sistema 1: utilizando-se 3 bombas aumenta bastante QSistema 2: não ocorre tanto ganho em Q
![Page 75: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/75.jpg)
75
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Desempenho de Bombas Centrífugas
Como varia a carga de uma bomba centrífuga modificando a velocidade angular do rotor(N) e o diâmetro do rotor(D)?
N=2400 rpmN=2200 rpm
N=1800 rpm
Sist.D=5 inD=3 in
D=2 in
N=cte.
• Verificação experimental: D= cte., N HB
N=cte, D HB
Sistema 1Siste
ma 2D=cte.
HB HB
Q Q
![Page 76: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/76.jpg)
76
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Análise Dimensional
Variáveis Dimensões
Vazão Q L3t-1
Velocidade angular do rotor N t-1Diâmetro do rotor D LCarga H LAceleração da gravidade g Lt-2Viscosidade do fluido µ ML-1t-1
Massa específica do fluido ρ ML-3
![Page 77: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/77.jpg)
77
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaAnálise dimensional e Teorema de π
µ
ρφ=
2
322ND,
NDQ
DNHg
µρ
=2NDRe Experimentalmente, não tem influência significativa
φ= 322 ND
QDN
Hg Grupos adimensionais relevantes
![Page 78: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/78.jpg)
78
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaEm sistemas geometricamente semelhantes (1 e 2):
322
2311
1
DNQ
DNQ
=22
22
221
21
1
DNgH
DNgH
=
N=cte.2
2
1
2
1
D
D
HH
=
3
2
1
2
1
D
D
=2
2
221
1
DH
DH
= 32
231
1
DQ
DQ
=
D=cte.2
2
1
2
1
N
N
HH
=
2
1
2
1
N
N
=22
221
1
NH
NH
=2
2
1
1
NQ
NQ
=
![Page 79: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/79.jpg)
79
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Ventiladores, Sopradores e CompressoresTransporte de Gases
Ventiladores: provocam pequeno aumento de pressão (até 0,03 atm ou 3040 Pa)
Sopradores: provocam aumento de pressão até 0,3 atm ou 3,04 104Pa
Compressores: provocam maior aumento de pressão (de 0,3 a 4000 atm ou 3,04 104-4,05 105Pa)
![Page 80: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/80.jpg)
80
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Ventiladores e Sopradores
Operam a pressões suficientemente baixas, podendo-se desconsiderar a compressibilidade dos gases, isto é, os volumes de entrada e saída são praticamente iguais; são simplesmente movimentadores de gases.
Podem deslocar grandes volumes com pequeno acréscimo de pressão.
Para sopradores: funcionalidade de até 95 m3/s.
![Page 81: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/81.jpg)
81
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Compressores
Alternativos
Rotativos• Deslocamento positivo
• Centrífugos
![Page 82: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/82.jpg)
82
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaDeslocamento positivo: Alternativos
Podem fornecer gás com pressão de algumas frações de atm até pressões muito elevadas (~2400atm manométricas)
As peças características são as mesmas das bombas alternativas: pistão, um cilindro com válvulas para admissão e exaustão.
Pode-se usar único estágio ou multiestágio. No caso da compressão multiestágio é comum o resfriamento do gás entre os estágios.
![Page 83: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/83.jpg)
83
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 28: Esquema de um compressor alternativo(http://www.em.pucrs.br/lsfm/alunos/luc_gab/compressores.html)
![Page 84: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/84.jpg)
84
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 29: Princípio de funcionamento de um compressor alternativo(http://www.deq.isel.ipl.pt/cp/sebentas/seb03.pdf)(http://alfa.ist.utl.pt/~lroriz/MyPage/compressores.htm)
![Page 85: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/85.jpg)
85
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Deslocamento positivo: Rotativos
Engrenagem com 2 lóbulos
Bilobado: alta capacidade e pressão intermediária (7 m3/s e 0,8 atm)
![Page 86: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/86.jpg)
86
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 30 - Compressor Bilobado(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 87: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/87.jpg)
87
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Parafuso Helicoidal: ampla faixa de pressão e capacidade(ex.: 1 atm e 6 m3/s: 11 atm e 12 m3/s)
Figura 31– Parafuso helicoidal(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 88: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/88.jpg)
88
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Centrífugos
Operam com os mesmos princípios das bombas centrífugas. Os multiestágios (mais de 1 rotor) têm, em geral, dispositivos de resfriamento.
Comprimem enormes volumes de gases (140m3/s) até uma pressão de saída de 2 atm e com capacidades volumétricas menores podem descarregar altas pressões (centenas de atm).
![Page 89: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/89.jpg)
89
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Centrífugos: Fluxo Radial
o Apresentam semelhança de aparência às bombas centrífugas, além de operarem com os mesmos princípios físicos
o O gás escoa para o olho do rotor, onde é acelerado radialmente; sai a alta velocidade pela periferia e flui para um difusor onde a energia cinética é transformada em energia de pressão
![Page 90: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/90.jpg)
90
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 32: Esquema de um compressor centrífugo
![Page 91: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/91.jpg)
91
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 33 -Rotores de um compressor multi-estágio (rotor de alta pressão)
(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 92: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/92.jpg)
92
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 33 - Compressor Centrífugo multi-estágio(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 93: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/93.jpg)
93
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Figura 34- Compressor centrífugo integrado, multi-estágio(1170-12500 ft3/min e 125-325 psi)(Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias)
![Page 94: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/94.jpg)
94
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Centrífugos: Fluxo Axial
o Constituído por uma coroa de palhetas acopladas ao eixo rotatório, pemintindo fluxo axial.
o Tem eficiência mais elevada que os radiais, são menores e mais leves para a mesma capacidade, mas o custo é mais elevado.
o A faixa de operação é mais limitada e são mais sensíveis a corrosão.
![Page 95: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/95.jpg)
95
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Seleção
Informações normalmente necessárias para a seleção de compressores:
Temperatura de entradaMáxima temperatura de saídaVariação de pressãoVazãoPropriedades do gás: composição
Tc e pcpeso molecular médioγ = cp/cvfatores de compressibilidade
* Usualmente é necessário manter contato com o fabricante para a escolha do tipo, potência, etc..
![Page 96: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/96.jpg)
96
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Quando a pressão de um fluido compressível aumenta adiabaticamente, a temperatura do fluido também aumenta.
pa
pb
Para um dado gás, a razão da temperatura (Tb/Ta) aumenta com oaumento da razão de compressão (pb/pa).
Para uma mudança de pressão isentrópica (adiabática e sem atrito) de um gás ideal, tem-se
![Page 97: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/97.jpg)
97
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
v
p
11
a
b
a
b
cc
onde pp
TT
=γ
=
γ−
Gás ideal: pv = RT
kpv =γTransformação adiabática:
Em equipamentos com razão de compressão rc=pb/pa<4, a temperatura isentrópica não é muito grande.
Em compressores com alta rc, 10 ou mais, ela se torna excessiva.
![Page 98: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/98.jpg)
98
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Além disso, em compressores reais existe atrito e o calor (do atrito) é também absorvido pelo gás. Os compressores devem ter camisas de resfriamento.
Balanço de Energia (desprezando termo de atrito)
2vv)yy(gpH
2a
2b
ab
bp
apc
−+−+
ρ∆
= ∫Normalmente não existe
Normamente desprezívelem relação ao 1o. termo
![Page 99: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/99.jpg)
99
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ochaCompressão Adiabática pvγ=k p/ργ=kou
( )( )
γ−γ−
ρ=
γ−γ
11pppH
1
ab
a
ac
Substituindo e Integrando:
Gás ideala
aa RT
Mp=ρ
MRTp a
a
a =ρ
( )( )
γ−γ−
=γ−γ
11pp
MRTH
1
abac
![Page 100: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/100.jpg)
100
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Para gases não ideais
( )( )
γ−γ−
+
=γ−γ
11pp
MRT
2zzH
1
ababac
[Hc] = H.g
η= cHmPot&
![Page 101: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/101.jpg)
101
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Agrupamentos importantes na seleção de compressores
( ) 4/3c
s HQNN =Velocidade Específica:
( )Q
H DD4/1
cs =Diâmetro Específico:
onde: N - veloc. de rotação, rpmQ - vazão, ft3/sHc- carga ft lbf/lbm ou ftD - diâmetro do rotor, ft
![Page 102: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/102.jpg)
102
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Gráfico Ns x Ds (Chem. Eng., 1986, p. 81 ou Foust, p. 534)
Ds Apenas para seleção preliminar
Desloc. Positivo
CentrífugoRotativo
Ns
![Page 103: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/103.jpg)
103
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
Razão de Compressão: rc
Para um compressor multiestágio pode-se mostrar que a potência total é mínima se cada estágio produz o mesmo trabalho: rc é a mesma para cada estágio.
==
=
−1n
n
2
3
1
2
pp.......
pp
pp
1nc
1
2
2
3
1n
n
1
n rppx
ppx.......x
pp
pp −
−
=
=
![Page 104: EQ651 – Operações Unitárias I - ggte.unicamp.br · (Foust et al., 1982- Princípios das Operações Unitárias) 38 EQ651 - Material Elaborado pelas Profas. Katia Tannous e Sandra](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022021520/5b51f6207f8b9ae22c8cbb20/html5/thumbnails/104.jpg)
104
EQ65
1 -
Mat
eria
l Ela
bora
do p
elas
Pr
ofas
. Kat
ia T
anno
use
Sand
ra C
.S. R
ocha
( ) ninicial
finalestágio .cdc p
pr =
Para estimativa da temperatura de saída em cada estágio, usa-se a seguinte expressão, obtida para compressão adiabática.
γ−
=
11
a
b
a
b
pp
TT