DEPARTAMENTE DE ENGENHARIA QUÍMICA BOMBAS DE DIAFRAGMA

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Em seguida, como mostra a imagem 2b), o ar flui para dentro da câmara de ar esquerda (vermelho) e o ar da câmara direita é retirado, causando a contração da membrana esquerda. A válvula (2) é deslocada liberando o fluido (cinza claro) para fora da bomba e válvula (1) é colocada na sua posição final, impedindo a entrada de fluido. Simultaneamente, a membrana direita é expandida e o processo de aspiração descrito anteriormente é repetido no lado direito da bomba.

- APLICAÇÕES

As carcaças dessa bomba pode ser de polipropileno, aço inox, alumínio, ferro fundido entre outros. Além disso, sua membrana/elastômero/diafragma é adaptável para o tipo de aplicação, como por exemplo: podem ser de PTFE (elevada resistência química a ácidos e produtos corrosivos), EPDM - terpolímero de etileno-propileno-dieno (para solventes e álcool), NBR - borracha de Nitrilo Butadieno (para óleos, gorduras e combustíveis) e etc.

Como referencia podemos mencionar produtos químicos tóxicos e corrosivos, adesivos, tintas e vernizes, pigmentos, resinas, esmaltes cerâmicos, lodos industriais, efluentes, óleos, combustíveis, hidrocarbonatos, solventes, sangue, amônia, shampoo, detergentes, entre outros produtos.

Equipamentos especiais para área alimentícia e farmacêutica no bombeamento de extrato de tomate, iogurtes, lecitina, cremes e cosméticos também se beneficiam do uso da bomba de diafragma.

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- EQUAÇÕES E DIMENSIONAMENTO DAS BOMBAS DE DIAFRAGMA

- Equações

- Cálculos envolvidos para bombas alternativas

Para os cálculos das bombas é preciso selecionar o tipo e o tamanho da bomba para atender aos pré-requisitos operacionais do sistema. Para determinação do tamanho e do tipo de bomba utilizado é necessário calcular principalmente os valores de altura manométrica, pressão e vazão.

O desempenho da bomba, como a capacidade, pressão desenvolvida, potência e rendimento, são o que caracterizam elas. O parâmetro de capacidade pode-se dizer que é a vazão volumétrica que a bomba proporciona.

Para encontrar os valores requeridos, é preciso primeiramente encontrar os valores da velocidade (razão entre a vazão e a área), o número de Reynolds, o fator de atrito e assim encontrar principalmente as perdas de cargas ao longo da tubulação e as perdas de cargas localizadas. A partir disso é possível calcular a altura manométrica total, representada na equação 1.

[pic 10]

Equação 1.

Depois se faz necessário o cálculo da potência da bomba. Vale lembrar que na prática, deve-se utilizar um motor elétrico para acionar a bomba com um valor de potência maior do que o da própria bomba. Para as bombas alternativas pode-se mencionar a eficiência elétrica, global e volumétrica.

[pic 11]

[pic 12][pic 13][pic 14]

Equação 2. Equação 3. Equação 4.

Existe um limite de pressão de vácuo que pode se atingir na sucção de uma bomba. Se a bomba trabalhar abaixo do limite, acontece um fenômeno chamado cavitação. Esse limite existe porque em certa pressão de vácuo, dependendo da temperatura e da volatilidade do líquido, pode-se alcançar a ebulição, formando-se então bolhar que viajam da zona de sucção até a saída do rotor.

A altura de sucção disponível em um sistema, conhecida na literatura inglesa como NPSH (Net Positive Suction Head), é utilizada para avaliar a possibilidade de cavitação de uma bomba. O NPSH define-se na equação 5.

[pic 15]

Equação 5.

Sendo:

- Patm = Pressão atmosférica em relação ao nível do mar;

- Hf = Soma de todas as perdas de carga na sucção (tubulação e localizadas);

- Hpv = pressão de vapor da água para determinada temperatura;

- Hs = desnível geométrico de sucção.

Observa-se que abaixo de um certo valor de NPSH ela começa a cavitar. Os fabricantes fornecem este valor de NPSH requerido pela bomba, em função da vazão. Assim, é possível concluir que a cavitação ocorre quando:

NPSH disponível no sistema ≤ NPSH requerido pela bomba.

- Cálculos envolvidos nas bombas de diafragmas

- Área efetiva do diafragma (AEFF)

AEFF é uma aproximação da área de trabalho real do diafragma. Ela determina a média do diâmetro do ponto de flexão mais externo do diafragma e o diâmetro exterior da placa do diafragma, calculando assim a área do diâmetro resultante.

[pic 16] [pic 17]

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- VANTAGENS E DESVANTAGENS

Entre as vantagens das bombas de diafragma:

- Bombeia uma grande variedade de fluidos;

- Ajuste da vazão modificando o nível de ar comprimido;

- Os fluidos não são alterados por esta bomba, entram e saem sem formação de espumas por exemplo;

- É indicada para ambientes com risco de explosão por não usar motores elétricos para acionamento;

- Dispensa o uso de acessórios de segurança como válvulas de alívio, sensores, pressostatos, pois a bomba pára automaticamente quando a descarga é bloqueada, sem gastos de energia, aquecimento ou desgaste;

- Tem boa combinação de peso, tamanho, robustez, simplicidade, versatilidade, “custo x benefício” e baixa manutenção se comparado a outras bombas da mesma categoria;

- Pode ser usada submersa.

Entre as desvangens das bombas de diafragma:

- Pode ocorrer cavitaçao;

- A membrana pode se romper;

- Possui algumas