A bomba centrífuga é um tipo de bomba que utiliza o princípio da força centrífuga para transportar líquidos. A sua função principal é converter a energia cinética rotacional de um motor elétrico ou motor em energia de fluido, gerando assim fluxo e pressão. Neste artigo, vamos analisar em profundidade as peças da bomba centrífuga e os seus princípios de funcionamento. Iremos decompor cada componente e explicar o seu processo operacional para o ajudar a obter uma compreensão clara e abrangente deste equipamento.
Peças para bombas centrífugas
Embora existam muitos tipos de bombas centrífugas com diferentes aplicações, as suas estruturas nucleares básicas são semelhantes. Compreender estes componentes-chave ajudá-lo-á a perceber como funcionam as bombas centrífugas. Apresentaremos uma introdução detalhada aos principais componentes principais das bombas centrífugas, incluindo impulsores, carcaças de bombas e sistemas de vedação.
Índice
Impulsor
É um dos componentes principais de uma bomba centrífuga, sendo o principal responsável pela transferência de energia mecânica do motor para o líquido, gerando força centrífuga para transmitir energia cinética e potencial ao líquido.
Tipos de impulsores:
Com base na forma estrutural, dividem-se em tipos abertos, semi-abertos e fechados. Os impulsores fechados têm a maior eficiência e são os mais utilizados; os impulsores abertos e semi-abertos são adequados para o transporte de fluidos que contêm partículas sólidas ou fluidos viscosos.
Quando a bomba centrífuga arranca, o eixo da bomba acciona o impulsor para rodar a alta velocidade, forçando o líquido pré-cheio entre as lâminas a rodar. Sob a influência da força centrífuga inercial, o líquido move-se radialmente do centro para a periferia exterior do impulsor.
O líquido ganha energia à medida que flui através do impulsor. Quando o líquido sai do impulsor e entra no corpo da bomba, desacelera devido à expansão gradual dos canais de fluxo no interior do corpo, convertendo parte da sua energia cinética em energia de pressão estática, e finalmente flui tangencialmente para a tubagem de descarga.
Corpo da bomba
O corpo da bomba refere-se ao canal de fluxo em forma de espiral com uma área de secção transversal gradualmente crescente desde a saída do impulsor até à entrada do impulsor da fase seguinte ou até ao tubo de saída da bomba. O canal de fluxo alarga-se gradualmente, convertendo a energia cinética do fluido em energia de pressão estática, que é depois descarregada através do tubo.
Funções principais:
Recolha do fluido a alta velocidade que sai da saída do impulsor;
Convertendo efetivamente a energia cinética do fluido em energia de pressão;
Conduzir suavemente o fluido pressurizado para a tubagem de descarga da bomba;
Suportar a pressão do fluido no interior da bomba.
Tipos:
Corpo da bomba tipo concha de caracol: O tipo mais comum, com uma secção transversal do canal de fluxo em forma de espiral e uma estrutura simples.
Corpo da bomba de palhetas de guia: Possui palhetas-guia fixas montadas à volta da periferia do impulsor. As palhetas-guia convertem a energia cinética do fluido em energia de pressão e dirigem o fluido para a saída. São normalmente utilizadas em bombas de vários estágios ou bombas de alta pressão.
Eixo da bomba
A sua função principal é transmitir energia e suportar o impulsor para manter o funcionamento normal na sua posição de trabalho. Uma vez que tem de desempenhar funções adicionais de conversão de energia, o seu material tem de possuir força, rigidez e resistência ao desgaste suficientes. É normalmente fabricado em ligas de aço de alta resistência.
O impulsor e o veio são ligados através de uma chave. Uma vez que este método de ligação apenas pode transmitir o binário e não pode fixar a posição axial do impulsor, são também utilizados na bomba uma manga de veio e uma porca de bloqueio para fixar a posição axial do impulsor.
Manga do veio
A manga do veio protege o veio da bomba, transformando o atrito entre o empanque e o veio em atrito entre o empanque e a manga do veio. Por isso, a manga do veio é um componente sujeito a desgaste nas bombas centrífugas.
A superfície da manga do veio pode normalmente ser tratada utilizando métodos como a cementação, a nitruração, a cromagem ou o revestimento. O requisito de rugosidade da superfície precisa geralmente de atingir Ra3,2 μm a Ra0,8 μm. Isto reduz o coeficiente de fricção e prolonga a vida útil.
Vedante de óleo esqueleto
Um vedante de óleo de esqueleto é um dos tipos mais comuns e mais utilizados de vedantes para veios rotativos, vulgarmente conhecidos como vedantes de óleo. A sua principal função é vedar o óleo lubrificante (ou massa lubrificante) dentro do equipamento mecânico, impedindo a entrada de contaminantes externos, como poeiras e lama, no sistema.
Selo mecânico
Vedação mecânica simples (vedação de face única)
Os selos mecânicos simples são adequados para o transporte de líquidos viscosos em condições gerais de funcionamento, tais como aplicações com viscosidade moderada, baixa pressão e temperatura moderada.
Apresentam uma estrutura simples, um custo mais baixo e uma instalação e manutenção convenientes. No entanto, o seu desempenho de vedação é ligeiramente inferior ao dos selos mecânicos duplos.
São adequados para meios com boas propriedades auto-lubrificantes e em aplicações em que são aceitáveis pequenas fugas.
Não são adequados para meios tóxicos, inflamáveis, explosivos ou aplicações com requisitos rigorosos de controlo de fugas.
Vedação mecânica dupla (vedação de face dupla)
Os vedantes mecânicos duplos são adequados para meios de alta pressão, alta temperatura e altamente corrosivos, bem como para fluidos que contenham partículas ou fibras em suspensão e meios inflamáveis ou explosivos.
- Pressão nominal: ≤ 1 MPa
- Gama de temperaturas de funcionamento: -20°C a 200°C
São particularmente adequados para meios inflamáveis, explosivos, tóxicos, com partículas ou com pouca lubrificação.
Amplamente utilizado em indústrias químicas, farmacêuticas e outras que requerem vedação de alto desempenho. Ao vedar meios de alta pressão, o diferencial de pressão em cada face de vedação pode ser razoavelmente distribuído, aumentando assim a gama de pressão de trabalho permitida.
Além disso, são adequados para a vedação de veios em recipientes de mistura e reactores revestidos a vidro. Podem lidar com vários meios fortemente corrosivos e contendo partículas e são normalmente utilizados em conjunto com estações de bombagem hidráulicas.
Vedante mecânico de cartucho
Os selos mecânicos de cartucho são concebidos para condições de funcionamento severas, tais como alta velocidade, alta precisão, alta temperatura e alta pressão.
São normalmente utilizados em bombas, compressores e misturadores de alta velocidade, satisfazendo os exigentes requisitos de desempenho de vedação do equipamento rotativo.
Apresentam um excelente desempenho em várias condições de funcionamento difíceis.
Princípio de funcionamento da bomba centrífuga
O princípio de funcionamento de uma bomba centrífuga envolve a rotação a alta velocidade do impulsor, que transmite energia cinética ao líquido sob a influência da força centrífuga e a converte em energia de pressão, conseguindo assim o transporte do fluido. Antes da colocação em funcionamento, o corpo da bomba e a tubagem de aspiração devem ser enchidos com o meio para evitar a cavitação.
Durante o funcionamento, o impulsor rotativo acelera o líquido e atira-o para a extremidade exterior, enquanto uma zona de baixa pressão se forma no centro do impulsor, aspirando continuamente o líquido e transportando-o para a saída. Através do funcionamento cíclico contínuo, consegue-se um processo de transporte estável e contínuo.
Conclusão
Através do conteúdo acima, acreditamos que agora tem uma boa compreensão das peças da bomba centrífuga e como elas funcionam. Se tiver mais questões ou problemas técnicos relacionados com este equipamento, não hesite em contactar a Equipa técnica da Changyu em qualquer altura. Responderemos rapidamente no prazo de 24 horas e responderemos às suas preocupações.
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