Explique as causas que provocam as irregularidades no trabalho das bombas de deslocamento positivo. Descreva uma possivel solução para minimizar esse efeito ( 10 pts).
Passo 1
O enunciado pede para identificarmos por que as bombas de deslocamento positivo apresentam irregularidades no fluxo e sugerirmos uma forma de reduzir esse efeito. O conteúdo envolve a natureza volumétrica dessas bombas (pistão, diafragma, engrenagens etc.), o fenômeno das pulsações de vazão e os elementos de amortecimento hidráulico.
Passo 2
As principais causas dessas irregularidades são:
- o ciclo intermitente de enchimento e descarga de cada câmara: sempre que um pistão (ou dente de engrenagem) completa o curso, há uma variação brusca na vazão instantânea;
- as folgas mecânicas entre componentes (cilindro-pistão, dentes de engrenagem), que provocam vazamentos internos e aumentam a oscilação de pressão;
- a presença de ar dissolvido ou bolhas no fluido, que altera localmente a compressibilidade do sistema e intensifica as pulsações.
Passo 3
Essas pulsações levam a ruídos, vibrações, esforços cíclicos nas tubulações e nos vedantes, além de provocar variações na pressão de trabalho que podem prejudicar válvulas e instrumentos de controle, exigindo uma solução para garantir um fluxo mais uniforme.
Passo 4
Uma forma eficaz de minimizar o efeito é inserir um amortecedor de pulsação (pulsation dampener) ou acumulador hidráulico logo na saída da bomba. Esse dispositivo contém um elemento elástico ou um reservatório de gás que absorve os picos de pressão e devolve o fluido quando a vazão cai, suavizando as oscilações. Alternativamente, podem-se usar bombas de dupla ação ou grupos de pistões defasados, cujas fases de bombeamento se sobrepõem de modo a produzir um fluxo quase contínuo.
Resposta
Causas das irregularidades:
- Ciclo intermitente de enchimento e descarga das câmaras;
- Vazamentos internos por folgas mecânicas;
- Compressibilidade variável do fluido (ar dissolvido).
Solução para minimizar o efeito:
- Instalar um amortecedor de pulsação (acumulador hidráulico) na saída da bomba;
- (Opcional) usar bombas de dupla ação ou múltiplos pistões defasados para sobrepor ciclos.