Para o manuseio de l\u00edquidos, as bombas de turbina regenerativas atendem a uma necessidade entre projetos centr\u00edfugos e de deslocamento positivo. Eles combinam alta press\u00e3o de descarga de tipos de deslocamento com a opera\u00e7\u00e3o flex\u00edvel de centr\u00edfugas. Eles s\u00e3o do tipo de baixa capacidade e alta altura manom\u00e9trica, usados em alturas manom\u00e9tricas de at\u00e9 5.400 p\u00e9s (1.645 m) e em capacidades de at\u00e9 150 gpm (34 m3\/h). As bombas de turbina regenerativa s\u00e3o conhecidas por v\u00e1rios nomes, como v\u00f3rtice, perif\u00e9rica e regenerativa. Nenhum deles fornece uma descri\u00e7\u00e3o verdadeira da bomba, mas a turbina regenerativa \u00e9 a mais pr\u00f3xima. V\u00e1rios tipos de bombas rotativas foram chamadas de \u201cturbina\u201d. Entre eles est\u00e3o o tipo difusor de eixo horizontal e centr\u00edfugo de po\u00e7o profundo de eixo vertical. A opera\u00e7\u00e3o da bomba pequena com grande altura manom\u00e9trica, a bomba de turbina regenerativa, \u00e9 discutida aqui.<\/p>\n\n\n\n
Mostra se\u00e7\u00f5es transversais de uma bomba de turbina regenerativa. Ele mostra que a constru\u00e7\u00e3o geral \u00e9 bastante parecida com muitos projetos centr\u00edfugos pequenos. Seu eixo, geralmente feito de a\u00e7o inoxid\u00e1vel, \u00e9 sustentado por dois rolamentos de esferas. O impulsor \u00e9 suspenso, uma constru\u00e7\u00e3o comum para bombas centr\u00edfugas. A bomba \u00e9 geralmente fornecida com um selo mec\u00e2nico como padr\u00e3o. A principal diferen\u00e7a entre bombas de turbina centr\u00edfugas e regenerativas est\u00e1 no impulsor. Na bomba de turbina regenerativa, uma fileira dupla de palhetas \u00e9 cortada na borda do impulsor. Essas palhetas giram em um canal. O l\u00edquido flui pela suc\u00e7\u00e3o e \u00e9 captado pelas palhetas do impulsor. Depois de fazer quase uma revolu\u00e7\u00e3o no canal anular, o fluido tem uma alta velocidade que o envia para fora da descarga. O l\u00edquido que entra no impulsor de uma bomba centr\u00edfuga pode passar entre suas palhetas apenas uma vez. Ele tem energia adicionada apenas enquanto vai do olho do impulsor at\u00e9 a borda. Numa bomba de turbina regenerativa, o l\u00edquido recircula entre as palhetas do impulsor. Devido a esta a\u00e7\u00e3o, o fluido flui em um caminho semelhante ao de uma rosca de parafuso (helicoidal) \u00e0 medida que \u00e9 transportado. Consequentemente, a energia \u00e9 adicionada ao fluido num movimento regenerativo pelas palhetas do impulsor \u00e0 medida que este se desloca da suc\u00e7\u00e3o para a descarga. Esta a\u00e7\u00e3o regenerativa tem o mesmo efeito que o multiest\u00e1gio em uma bomba centr\u00edfuga. Em uma centr\u00edfuga multiest\u00e1gio, a press\u00e3o do fluido \u00e9 o resultado da energia adicionada nos diferentes est\u00e1gios. Da mesma forma, numa bomba de turbina regenerativa, a press\u00e3o na sua descarga \u00e9 o resultado da energia adicionada ao fluido por um n\u00famero de palhetas do impulsor.<\/p>\n\n\n\n
A principal diferen\u00e7a entre uma bomba de turbina centr\u00edfuga e uma bomba de turbina regenerativa \u00e9 que o fluido s\u00f3 viaja atrav\u00e9s de um impulsor centr\u00edfugo uma vez, enquanto em uma turbina ele faz muitas viagens atrav\u00e9s das palhetas. Referindo-se ao diagrama de se\u00e7\u00e3o transversal, as palhetas do impulsor se movem dentro da \u00e1rea de fluxo da passagem do canal de \u00e1gua. Assim que o l\u00edquido entra na bomba, ele \u00e9 direcionado para as palhetas, que empurram o fluido para frente e transmitem uma for\u00e7a centr\u00edfuga para fora, para a periferia do impulsor. Um fluxo circulat\u00f3rio ordenado \u00e9, portanto, imposto pela palheta do impulsor, o que cria velocidade do fluido. A velocidade do fluido (ou energia cin\u00e9tica) fica ent\u00e3o dispon\u00edvel para convers\u00e3o em fluxo e press\u00e3o, dependendo da resist\u00eancia ao fluxo do sistema externo, conforme diagramado por uma curva do sistema.<\/p>\n\n\n\n
\u00c9 \u00fatil notar neste ponto que, para evitar a perda interna da capacidade de constru\u00e7\u00e3o de press\u00e3o de uma turbina regenerativa MTH, s\u00e3o necess\u00e1rias folgas internas estreitas. Em muitos casos, dependendo do tamanho da bomba, as folgas entre o impulsor e a carca\u00e7a podem ser t\u00e3o pequenas quanto um mil\u00e9simo de polegada de cada lado. Portanto, essas bombas s\u00e3o adequadas para uso somente em aplica\u00e7\u00f5es com fluidos e sistemas limpos. Em alguns casos, um filtro de suc\u00e7\u00e3o pode ser usado com sucesso para proteger a bomba.<\/p>\n\n\n\n
Em seguida, \u00e0 medida que o fluxo circulat\u00f3rio \u00e9 imposto ao fluido e atinge a periferia do canal de fluido, ele \u00e9 ent\u00e3o redirecionado pelos canais de fluido de formato especial, ao redor da lateral do impulsor, e de volta para o DI das palhetas do impulsor da turbina, onde o processo come\u00e7a novamente. Este ciclo ocorre muitas vezes \u00e0 medida que o fluido passa pela bomba. Cada passagem pelas palhetas gera mais velocidade do fluido, que pode ent\u00e3o ser convertida em mais press\u00e3o. Os m\u00faltiplos ciclos atrav\u00e9s das palhetas da turbina s\u00e3o chamados de regenera\u00e7\u00e3o, da\u00ed o nome turbina regenerativa. O resultado geral deste processo \u00e9 uma bomba com capacidade de aumento de press\u00e3o dez ou mais vezes maior que uma bomba centr\u00edfuga com o mesmo di\u00e2metro e velocidade do impulsor.<\/p>\n\n\n\n
Em alguns projetos concorrentes, voc\u00ea descobrir\u00e1 que apenas um impulsor unilateral \u00e9 usado. Esse projeto sofre uma carga axial na dire\u00e7\u00e3o do motor que deve ser suportada pelos rolamentos do motor. As turbinas MTH usam um projeto de impulsor flutuante de dois lados que cria press\u00e3o igualmente em ambos os lados. Isto tem a vantagem de permitir que a press\u00e3o da bomba autocentre hidraulicamente o impulsor na cavidade do impulsor com folga estreita, sem sobrecarregar os rolamentos do motor com cargas axiais excessivas.<\/p>\n\n\n\n
A bomba possui uma caixa bipartida vertical. Ao remover os parafusos B, a tampa C e o revestimento L1 podem ser retirados para inspecionar ou remover o impulsor. Para manter o fluxo de l\u00edquido pequeno nas \u00e1reas de alta e baixa press\u00e3o na bomba, o impulsor tem uma folga estreita entre as camisas L1 e L2.<\/p>\n\n\n\n
Press\u00e3o no impulsor<\/p>\n\n\n\n
Existe cerca de metade da press\u00e3o de descarga ao redor do cubo do impulsor, que \u00e9 a press\u00e3o no selo mec\u00e2nico. Os furos H no impulsor evitam press\u00f5es desequilibradas sobre ele e impulsos finais nos rolamentos. Um pequeno fluxo de desvio tamb\u00e9m ocorre atrav\u00e9s das superf\u00edcies de veda\u00e7\u00e3o entre a descarga e a suc\u00e7\u00e3o. O desgaste nessas superf\u00edcies de veda\u00e7\u00e3o aumenta as folgas e o fluxo de desvio. O mesmo acontece com os an\u00e9is de veda\u00e7\u00e3o das bombas centr\u00edfugas. Este desgaste reduz muito a capacidade da bomba quando opera com altura manom\u00e9trica elevada. A maioria das falhas das bombas de turbina regenerativas s\u00e3o causadas por este desgaste nas superf\u00edcies de veda\u00e7\u00e3o. Um estudo das causas do desgaste pertence a um artigo separado, onde pode ser discutido detalhadamente. Contudo, para evitar desgaste grave, n\u00e3o deixe o impulsor tocar nas camisas L1 e L2 e certifique-se de que o l\u00edquido bombeado esteja livre de material abrasivo. As bombas de turbina regenerativas Roth com impulsores autocentrantes patenteados reduzem significativamente o problema de desgaste.<\/p>\n\n\n\n
As bombas centr\u00edfugas s\u00e3o o tipo mais comum de bomba usada na ind\u00fastria, agricultura, municipal (esta\u00e7\u00f5es de \u00e1gua e esgoto), usinas de gera\u00e7\u00e3o de energia, petr\u00f3leo e muitas outras ind\u00fastrias. Elas s\u00e3o o tipo de bomba principal na classe de bombas chamadas bombas \u201ccin\u00e9ticas\u201d e s\u00e3o distintamente diferentes das bombas de \u201cdeslocamento positivo\u201d.<\/p>\n\n\n\n
As bombas centr\u00edfugas s\u00e3o m\u00e1quinas operadas hidraulicamente caracterizadas pela sua capacidade de transmitir energia aos fluidos (em particular aos l\u00edquidos) atrav\u00e9s do trabalho de um campo de for\u00e7as centr\u00edfugas. Seu principal objetivo \u00e9 transferir fluidos atrav\u00e9s do aumento da press\u00e3o. As bombas centr\u00edfugas podem ter estruturas diferentes, mas seu princ\u00edpio de funcionamento e caracter\u00edsticas din\u00e2micas de fluidos s\u00e3o sempre os mesmos. Esquematicamente, as bombas centr\u00edfugas s\u00e3o formadas por um impulsor que gira dentro da carca\u00e7a. O impulsor compreende uma s\u00e9rie de p\u00e1s, preferencialmente de desenho radial, que transmitem energia cin\u00e9tica ao fluido a ser bombeado. A carca\u00e7a est\u00e1 equipada com bicos de suc\u00e7\u00e3o e descarga para o fluido bombeado. O bocal de suc\u00e7\u00e3o possui um eixo que corresponde ao eixo de rota\u00e7\u00e3o do impulsor, enquanto o bocal de descarga tem um eixo normal ao eixo do impulsor, mas ainda situado no plano que passa pelo pr\u00f3prio eixo.<\/p>\n\n\n\n
O fluido bombeado entra continuamente atrav\u00e9s do bocal de suc\u00e7\u00e3o da bomba no centro do impulsor. A partir daqui, ele \u00e9 acelerado radialmente at\u00e9 a borda do impulsor, onde drena para a carca\u00e7a. A corrente do fluido \u00e9 acelerada pelo impulso que as p\u00e1s do impulsor, gra\u00e7as \u00e0 sua curvatura, transmitem \u00e0 pr\u00f3pria corrente. Desta forma o fluido adquire energia, principalmente na forma de aumento da sua velocidade m\u00e9dia (energia cin\u00e9tica). Dentro do inv\u00f3lucro, o l\u00edquido \u00e9 adequadamente desacelerado gra\u00e7as \u00e0 se\u00e7\u00e3o que cresce gradualmente na dire\u00e7\u00e3o do movimento.<\/p>\n\n\n\n
A bomba de turbina regenerativa possui palhetas de duas fileiras cortadas no aro. O impulsor gira dentro de dois revestimentos nos quais foram fresados canais anulares. O l\u00edquido flui pela suc\u00e7\u00e3o e \u00e9 captado pelas palhetas do impulsor. Ao completar quase uma revolu\u00e7\u00e3o no canal anular, o fluido desenvolve uma alta velocidade e a press\u00e3o aumenta dramaticamente antes de ser enviado para fora da descarga. O l\u00edquido recircula entre as palhetas do impulsor e a c\u00e2mara anular. Devido a esta a\u00e7\u00e3o, o fluido flui em um caminho como uma mola helicoidal colocada em cada uma das ranhuras anulares \u00e0 medida que o fluido \u00e9 transportado. A energia \u00e9 adicionada ao fluido por uma s\u00e9rie de impulsos de v\u00f3rtice nas palhetas do impulsor, \u00e0 medida que ele passa da suc\u00e7\u00e3o para a descarga.<\/p>\n\n\n\n
Esses impulsos t\u00eam o mesmo efeito que os m\u00faltiplos est\u00e1gios em uma bomba centr\u00edfuga. Numa bomba centr\u00edfuga multiest\u00e1gio, a press\u00e3o \u00e9 o resultado da energia adicionada em cada est\u00e1gio. Em uma bomba de turbina, a press\u00e3o \u00e9 adicionada ao fluxo de fluido circulando muitas vezes atrav\u00e9s das palhetas de um \u00fanico impulsor.<\/p>\n\n\n\n
Uma das caracter\u00edsticas mais not\u00e1veis da bomba de turbina regenerativa s\u00e3o as suas caracter\u00edsticas de desempenho no bombeamento de l\u00edquidos altamente vol\u00e1teis. A maneira pela qual o impulsor da turbina transmite velocidade\/energia ao fluido, conforme descrito acima, \u00e9 bastante diferente dos projetos convencionais centr\u00edfugos ou de deslocamento positivo. O aumento cont\u00ednuo e progressivo de press\u00e3o em uma bomba de turbina regenerativa elimina essencialmente o colapso repentino de bolhas que \u00e9 a cavita\u00e7\u00e3o destrutiva.<\/p>\n\n\n\n
Uma bomba de turbina pode desenvolver cerca de dez vezes a press\u00e3o de descarga de uma bomba centr\u00edfuga com igual di\u00e2metro e velocidade do impulsor. A press\u00e3o aumenta quase uniformemente em torno da borda do impulsor. No cubo do impulsor, a press\u00e3o \u00e9 cerca de metade da press\u00e3o de descarga. Essa press\u00e3o mais baixa, mais a press\u00e3o de suc\u00e7\u00e3o, \u00e9 a que se v\u00ea na caixa de empanque. Os furos no impulsor mant\u00eam o impulsor centrado para reduzir o desgaste, evitar press\u00f5es desequilibradas no impulsor e reduzir o impulso final nos rolamentos.<\/p>\n\n\n\n
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