Escolhendo a bomba certa para trabalhos industriais e comerciais
A escolha de uma bomba para trabalhos industriais e comerciais pode ser complexa quando se decide entre uma bomba de deslocamento positivo (PD) ou uma bomba centrífuga. Cada uma das duas regiões de bombas tem vantagens exclusivas em um determinado cenário e domina o mercado no mesmo sentido. Para otimizar o desempenho, a eficiência e a relação custo-benefício, é essencial compreender suas diferenças, vantagens e limitações. Neste artigo, descreveremos os mecanismos e as aplicações, bem como os critérios selecionados, para que você possa tomar a decisão que melhor atenda às suas necessidades de bombeamento.
Atualize-se sobre os conceitos básicos
Como funciona uma bomba centrífuga?
As bombas centrífugas são bombas à base de água. Elas dependem do fluxo/velocidade para transportar fluidos. Elas utilizam força rotacional. A energia acionada pelo rotor gira um impulsor que, por sua vez, leva a água cada vez mais longe. O tempo todo, a energia cinética está sendo convertida em pressão. Eles funcionam melhor em cenários de alto fluxo e baixa pressão. Portanto, são úteis para o fornecimento de água, sistemas HVAC, processamento de água e processamento químico. Tudo isso depende da pressão do sistema e da manutenção de uma taxa de fluxo constante.
Como funciona uma bomba de deslocamento positivo?
Em comparação com as bombas centrífugas, as bombas de deslocamento positivo (PD) não dependem de energia cinética. Em vez disso, as bombas PD prendem mecanicamente um determinado volume de líquido e o forçam a entrar em uma área de descarga. Engrenagem, parafuso, pistão e diafragma se enquadram nessa categoria. Como as bombas PD não conseguem manter uma velocidade constante durante todo o processo de bombeamento, elas são perfeitas para fluidos viscosos, dosagem ou situações de alta pressão, como transferência de óleo ou sistemas hidráulicos.
Principais diferenças: Desempenho e aplicativos
1. Dinâmica da vazão e da pressão
Bombas centrífugas: A vazão diminui à medida que a pressão do sistema (altura manométrica) aumenta. Apresentam bom desempenho com fluidos de viscosidade baixa a média (por exemplo, água, óleos leves) em situações de alto fluxo, como sistemas municipais de água.
Bombas de deslocamento positivo: A vazão permanece relativamente estável apesar das mudanças na pressão. Eles funcionam bem com fluidos altamente viscosos (por exemplo, xaropes, asfalto) e tarefas de alta pressão, como dosagem de produtos químicos e injeção de combustível.
Tabela de comparação de desempenho
| Parâmetro | Bomba centrífuga | Bomba de deslocamento positivo |
|---|---|---|
| Vazão vs. pressão | Variável | Constante |
| Manuseio de viscosidade | Ruim acima de 150 cP | Excelente |
| Capacidade de autopriming | Limitado (requer escorva) | Inerente |
| Eficiência em alta pressão | Diminui significativamente | Melhora |
2. Impacto da viscosidade
Devido ao maior atrito interno, as bombas centrífugas não podem aumentar as taxas de fluxo com fluidos viscosos. Por exemplo, o bombeamento de petróleo bruto de 500 cP reduziria drasticamente o desempenho.
As bombas PD são mais vantajosas com meios viscosos. Por exemplo, as bombas de engrenagem podem mover óleos lubrificantes ou adesivos com eficiência porque o preenchimento das folgas internas aumenta a eficiência volumétrica.
3. Eficiência e consumo de energia
As bombas centrífugas têm eficiência máxima em determinadas taxas de fluxo, mas se tornam ineficientes em situações de baixo fluxo e alta pressão.
As bombas PD são mais eficientes em termos de energia devido à alta eficiência mecânica sustentada em uma faixa de pressões, por exemplo, ao dosar ou durante a lavagem de alta pressão.
Considerando a bomba certa: Fatores-chave
1. Características dos fluidos
Viscosidade: Para fluidos com viscosidade superior a 150 cP (por exemplo, mel, lodo), as bombas PD funcionam melhor.
Sensibilidade ao cisalhamento: As bombas PD, como as bombas de diafragma e peristálticas, são capazes de manusear fluidos sensíveis ao cisalhamento, como produtos farmacêuticos ou alimentícios, sem degradação.
2. Necessidades do sistema
Requisitos de pressão: Tarefas como osmose reversa e sistemas hidráulicos exigem alta pressão, algo que está prontamente disponível sob demanda com as bombas PD, que podem chegar a 10.500 psi.
Consistência no fluxo: As tarefas que precisam de controle preciso da vazão, como injeção de produtos químicos, preferem as bombas PD.
3. Condições de operação
Autopriming: As bombas PD são inerentemente autoescorvantes e podem ser utilizadas em condições de elevação de sucção, como o uso intermitente, por exemplo, no bombeamento de porões marítimos.
Manutenção: As bombas PD, como as bombas de pistão, tendem a ter mais peças móveis, o que significa que é provável que haja mais desgaste, mas é necessária menos manutenção. Por outro lado, as bombas centrífugas precisam de substituições regulares de vedação.
Aplicativos do setor
Casos de uso de bombas centrífugas
- Para a transferência de grandes volumes de líquidos, estações de tratamento de água.
- Para resfriamento: geração de energia.
- Processamento químico de líquidos com baixa viscosidade.
Casos de uso de bombas de deslocamento positivo
- Petróleo e gás: Para a transferência de óleo lubrificante, são utilizadas bombas de engrenagem e bombas de parafuso para petróleo bruto.
- A dosagem de xarope em restaurantes e bares comerciais usa bombas de diafragma.
- O manuseio de fluidos estéreis em produtos farmacêuticos utiliza bombas peristálticas.
Perguntas comuns (FAQs)
1. Qual bomba é melhor para fluidos de alta viscosidade?
Para fluidos muito espessos, as bombas de deslocamento positivo funcionam melhor, pois são capazes de manter o fluxo e a eficiência necessários ao lidar com meios mais espessos.
2. As bombas centrífugas podem lidar com variações de pressão?
Não - a taxa de fluxo cai significativamente em alta pressão. As bombas PD são adequadas para essas condições.
3. As bombas PD são mais caras?
O custo inicial pode ser uma preocupação, embora a despesa seja frequentemente justificada pela economia de energia e pela redução do desgaste em aplicações de alta pressão ou alta viscosidade.
4. As bombas centrífugas precisam de escorva?
A maioria o faz para evitar o funcionamento a seco, mas, no caso das bombas PD, elas são autoescorvantes.
Conclusão
O debate sobre deslocamento positivo versus centrífuga se resume às propriedades do fluido, às necessidades da operação e ao projeto do sistema. As bombas PD são melhores em termos de precisão, alta pressão e manuseio de fluidos viscosos, enquanto as bombas centrífugas são melhores em sistemas de baixa pressão e alta vazão. A consideração de fatores como viscosidade, pressão e intervalos de manutenção permite que os engenheiros façam a seleção ideal em termos de eficiência e confiabilidade.
