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Bombas recíprocas movem o fluido usando um ou mais pistões oscilantes, êmbolos, ou membranas (diafragmas), enquanto as válvulas restringem o movimento do fluido à direcção desejada. Para que a aspiração tenha lugar, a bomba deve primeiro puxar o êmbolo num movimento para fora para diminuir a pressão na câmara. Uma vez o êmbolo empurrado para trás, aumentará a câmara de pressão e a pressão interior do êmbolo abrirá então a válvula de descarga e libertará o fluido para o tubo de distribuição a alta velocidade.

Bombas nesta categoria vão desde simplex, com um cilindro, até, em alguns casos, quad (quatro) cilindros, ou mais. Muitas bombas do tipo alternativo são duplex (dois) ou triplex (três) cilindros. Podem ser de simples efeito com sucção durante um sentido de movimento do pistão e descarga no outro, ou de duplo efeito com sucção e descarga em ambos os sentidos. As bombas podem ser alimentadas manualmente, por ar ou vapor, ou por uma correia accionada por um motor. Este tipo de bomba foi utilizado extensivamente no século XIX – nos primeiros dias da propulsão a vapor – como bombas de água de alimentação de caldeiras. Agora as bombas alternativas bombeiam normalmente fluidos altamente viscosos como betão e óleos pesados, e servem em aplicações especiais que exigem baixos caudais contra alta resistência. As bombas manuais recíprocas eram amplamente utilizadas para bombear água de poços. Bombas comuns de bicicleta e bombas de pé para inflar utilizam acção recíproca.

Estas bombas de deslocamento positivo têm uma cavidade em expansão no lado de aspiração e uma cavidade em decréscimo no lado de descarga. O líquido flui para as bombas à medida que a cavidade do lado de aspiração se expande e o líquido flui para fora da descarga à medida que a cavidade se desmorona. O volume é constante dado cada ciclo de funcionamento e a eficiência volumétrica da bomba pode ser alcançada através de manutenção de rotina e inspecção das suas válvulas.

Bombas alternativas típicas são:

• Bombas de êmbolo – um êmbolo alternativo empurra o fluido através de uma ou duas válvulas abertas, fechadas por sucção no regresso.
• Bombas de diafragma – semelhantes às bombas de êmbolo, onde o êmbolo pressuriza o óleo hidráulico que é utilizado para flexionar um diafragma no cilindro de bombeamento. As válvulas de diafragma são utilizadas para bombear fluidos perigosos e tóxicos.
• Bombas de pistão – normalmente dispositivos simples para bombear pequenas quantidades de líquido ou gel manualmente. O doseador comum de sabão para as mãos é uma bomba deste tipo.
• Bombas de pistão radiais – uma forma de bomba hidráulica onde os pistões se estendem numa direcção radial.

Várias bombas de colocação positivaEditar

O princípio da colocação positiva aplica-se nestas bombas:

• Bomba de lóbulo rotativo
• Bomba de cavidade progressiva
• Bomba de engrenagem rotativa
• Bomba de pistão

Bomba de diafragma

• Bomba de parafuso

Bomba de parafusoBomba de parafusoBomba hidráulicaBomba de palhetas rotativas

• Bomba peristáltica
• Bomba de roda
• Bomba de impulsor flexível

Bomba de engrenagemEditar

Bomba de engrenagens

Esta é a forma mais simples de bombas rotativas de deslocamento positivo. Consiste em duas engrenagens de malha que rodam num invólucro bem ajustado. Os espaços dos dentes prendem o fluido e forçam-no a contornar a periferia exterior. O fluido não viaja de volta na parte de malha, porque os dentes se enovelam no centro. As bombas de engrenagens vêem uma ampla utilização em bombas de óleo para motores de automóveis e em vários pacotes de potência hidráulica.

Bomba de parafusoEdit

Bomba de parafuso

Uma bomba de parafuso é um tipo mais complicado de bomba rotativa que utiliza dois ou três parafusos com rosca oposta – por exemplo, um parafuso roda no sentido dos ponteiros do relógio e o outro no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio. Os parafusos são montados em eixos paralelos que têm engrenagens que se interligam para que os eixos girem juntos e tudo se mantenha no seu lugar. Os parafusos rodam sobre os eixos e conduzem o fluido através da bomba. Como com outras formas de bombas rotativas, a folga entre as partes móveis e a caixa da bomba é mínima.

Bomba de cavidade em progressoEditar

Largamente utilizada para bombear materiais difíceis, tais como lamas de esgoto contaminadas com partículas grandes, esta bomba consiste num rotor helicoidal, cerca de dez vezes maior do que a sua largura. Isto pode ser visualizado como um núcleo central de diâmetro x com, tipicamente, uma espiral curva enrolada em torno de meia espessura x, embora na realidade seja fabricado numa única peça fundida. Este veio encaixa dentro de uma manga de borracha resistente, de espessura de parede também tipicamente x. À medida que o veio gira, o rotor força gradualmente o fluido para cima da manga de borracha. Tais bombas podem desenvolver uma pressão muito alta a baixos volumes.

Bombas do tipo RootsEdit

Uma bomba de lóbulo Roots

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Artigo principal: Supercompressor do tipo Roots

Nome dos irmãos Roots que a inventaram, esta bomba lobular desloca o líquido preso entre dois longos rotores helicoidais, cada um encaixado no outro quando perpendicularmente a 90°, rodando dentro de uma configuração de linha de vedação de forma triangular, tanto no ponto de sucção como no ponto de descarga. Este desenho produz um fluxo contínuo com igual volume e sem vórtice. Pode trabalhar com baixas taxas de pulsação, e oferece um desempenho suave que algumas aplicações requerem.

Aplicações incluem:

• Compressores de ar industriais de alta capacidade.
• Sobrecarregadores de raízes em motores de combustão interna.
• Uma marca de sirene de defesa civil, o Thunderbolt da Federal Signal Corporation.

Bomba peristálticaEdit

360° Bomba peristáltica

Uma bomba peristáltica é um tipo de bomba de deslocamento positivo. Contém fluido dentro de um tubo flexível montado dentro de uma caixa de bomba circular (embora tenham sido feitas bombas peristálticas lineares). Uma série de rolos, sapatas, ou limpadores ligados a um rotor comprime o tubo flexível. Quando o rotor gira, a parte do tubo sob compressão fecha (ou oclui), forçando o fluido a atravessar o tubo. Além disso, quando o tubo se abre ao seu estado natural após a passagem da came, aspira (restituição) o fluido para dentro da bomba. Este processo é chamado peristaltismo e é utilizado em muitos sistemas biológicos, tais como o tracto gastrointestinal.

Bombas de êmboloEditar

Bombas de êmbolo são bombas de êmbolo com êmbolo alternativo positivo.

Estas consistem num cilindro com êmbolo alternativo. As válvulas de sucção e descarga são montadas na cabeça do cilindro. No curso de sucção, o êmbolo retrai e as válvulas de sucção abrem, provocando a sucção de fluido para dentro do cilindro. No curso de avanço, o êmbolo empurra o líquido para fora da válvula de descarga. Eficiência e problemas comuns: Com apenas um cilindro nas bombas de êmbolo, o fluxo de fluido varia entre o fluxo máximo quando o êmbolo passa pelas posições médias, e fluxo zero quando o êmbolo está nas posições finais. Desperda-se muita energia quando o fluido é acelerado no sistema de tubagem. A vibração e o martelo de água podem ser um problema grave. Em geral, os problemas são compensados pela utilização de dois ou mais cilindros que não trabalham em fase um com o outro.

Bombas de êmbolo de estilo triplexEditar

Bombas de êmbolo triplex utilizam três êmbolos, o que reduz a pulsação de bombas de êmbolo simples de êmbolo alternativo. A adição de um amortecedor de pulsação na saída da bomba pode suavizar ainda mais a ondulação da bomba, ou gráfico de ondulação de um transdutor de bomba. A relação dinâmica do fluido de alta pressão e do êmbolo exige geralmente vedações do êmbolo de alta qualidade. Bombas de êmbolo com um maior número de êmbolos têm o benefício de um fluxo maior, ou um fluxo mais suave sem um amortecedor de pulsação. O aumento das peças móveis e da carga da cambota é uma desvantagem.

A lavagens de automóveis utilizam frequentemente estas bombas de êmbolo de estilo triplex (talvez sem amortecedores de pulsação). Em 1968, William Bruggeman reduziu o tamanho da bomba do tipo triplex e aumentou a vida útil de modo a que as lavagens de automóveis pudessem utilizar equipamento com pegadas mais pequenas. Selos de alta pressão duráveis, selos de baixa pressão e selos de óleo, cambotas temperadas, bielas temperadas, êmbolos de cerâmica grossos e rolamentos de esferas e rolos mais pesados melhoram a fiabilidade nas bombas triplex. As bombas triplex encontram-se agora numa miríade de mercados em todo o mundo.

Bombas triplex com tempos de vida mais curtos são comuns para o utilizador doméstico. Uma pessoa que utiliza uma máquina de lavar a pressão doméstica durante 10 horas por ano pode ficar satisfeita com uma bomba que dura 100 horas entre reconstruções. As bombas triplex de grau industrial ou de serviço contínuo no outro extremo do espectro de qualidade podem funcionar até 2.080 horas por ano.

A indústria de perfuração de petróleo e gás utiliza bombas triplex maciças transportadas por semi-reboques chamadas bombas de lama para bombear lama de perfuração, que arrefece a broca de perfuração e transporta as aparas de volta à superfície.Os perfuradores utilizam bombas triplex ou mesmo quintuplex para injectar água e solventes em profundidade no processo de extracção chamado fracking.

Bombas de duplo diafragma com ar comprimidoEdit

Uma aplicação moderna de bombas de posicionamento positivo é a bomba de duplo diafragma com ar comprimido. Funcionando com ar comprimido, estas bombas são intrinsecamente seguras pela sua concepção, embora todos os fabricantes ofereçam modelos certificados pela ATEX para cumprir com a regulamentação da indústria. Estas bombas são relativamente baratas e podem desempenhar uma grande variedade de funções, desde bombear água de feixes a bombear ácido clorídrico de armazenamento seguro (dependendo de como a bomba é fabricada – elastómeros / construção do corpo). Estas bombas de duplo diafragma podem manusear fluidos viscosos e materiais abrasivos com um processo de bombeamento suave, ideal para o transporte de meios sensíveis ao cisalhamento.

Bombas de cordaEdit

Esquema da bomba de corda

Devisto na China como bombas de corrente há mais de 1000 anos, estas bombas podem ser feitas de materiais muito simples: Uma corda, uma roda e um tubo de PVC são suficientes para fazer uma simples bomba de corda. A eficiência da bomba de corda tem sido estudada por organizações de base e as técnicas de fabrico e funcionamento têm sido continuamente melhoradas.

Bombas de impulsoEditar

Bombas de impulso utilizam a pressão criada pelo gás (geralmente ar). Em algumas bombas de impulso o gás preso no líquido (normalmente água), é libertado e acumulado algures na bomba, criando uma pressão que pode empurrar parte do líquido para cima.

Bombas de impulso convencionais incluem:

• Bombas hidráulicas de carneiro – a energia cinética de um abastecimento de água de cabeça baixa é armazenada temporariamente num acumulador hidráulico de bolha de ar, depois utilizada para conduzir a água a uma cabeça mais alta.
• Bombas pulsantes – funcionam com recursos naturais, apenas por energia cinética.
• Bombas de elevação de ar – funcionam com ar inserido na tubagem, que empurra a água para cima quando as bolhas se movem para cima

Em vez de um ciclo de acumulação e libertação de gás, a pressão pode ser criada através da queima de hidrocarbonetos. Tais bombas accionadas por combustão transmitem directamente o impulso de um evento de combustão através da membrana de accionamento para o fluido da bomba. Para permitir esta transmissão directa, a bomba precisa de ser quase inteiramente feita de um elastómero (por exemplo, borracha de silicone). Assim, a combustão faz com que a membrana se expanda e assim bombeia o fluido para fora da câmara de bombeamento adjacente. A primeira bomba suave accionada por combustão foi desenvolvida por ETH Zurich.

Bombas hidráulicas de carneiroEdit

Um carneiro hidráulico é uma bomba de água accionada por energia hidroeléctrica.

Recebe água a uma pressão relativamente baixa e a um caudal elevado e produz água a uma cabeça hidráulica mais alta e a um caudal mais baixo. O dispositivo utiliza o efeito martelo de água para desenvolver pressão que eleva uma parte da água de entrada que alimenta a bomba a um ponto superior ao ponto onde a água começou.

O carneiro hidráulico é por vezes utilizado em áreas remotas, onde existe simultaneamente uma fonte de energia hidroeléctrica de cabeça baixa, e uma necessidade de bombear água para um destino mais elevado em elevação do que a fonte. Nesta situação, o carneiro é muitas vezes útil, uma vez que não requer outra fonte externa de energia para além da energia cinética da água corrente.

Bombas de velocidadeEdit

Uma bomba centrífuga usa um impulsor com retrocesso…braços varridos

Bombas dinâmicas (ou bombas dinâmicas) são um tipo de bomba de velocidade em que a energia cinética é adicionada ao fluido aumentando a velocidade do fluxo. Este aumento de energia é convertido num ganho de energia potencial (pressão) quando a velocidade é reduzida antes ou à medida que o fluxo sai da bomba para o tubo de descarga. Esta conversão de energia cinética em pressão é explicada pela Primeira lei da termodinâmica, ou mais especificamente pelo princípio de Bernoulli.

p>Bombas cinâmicas podem ser ainda subdivididas de acordo com os meios em que o ganho de velocidade é alcançado.

Estes tipos de bombas têm uma série de características:

1. Energia contínua
2. Conversão da energia adicionada para aumentar a energia cinética (aumento da velocidade)
3. Conversão do aumento da velocidade (energia cinética) para um aumento da cabeça de pressão

Uma diferença prática entre bombas dinâmicas e bombas de deslocamento positivo é a forma como funcionam em condições de válvula fechada. As bombas de deslocamento positivo deslocam fisicamente o fluido, pelo que o fecho de uma válvula a jusante de uma bomba de deslocamento positivo produz um aumento contínuo da pressão que pode causar falha mecânica da tubagem ou da bomba. As bombas dinâmicas diferem na medida em que podem ser operadas em segurança sob condições de válvula fechada (por curtos períodos de tempo).

Bombas de fluxo radialEditar

Tal bomba é também referida como bomba centrífuga. O fluido entra ao longo do eixo ou centro, é acelerado pelo impulsor e sai em ângulo recto com o eixo (radialmente); um exemplo é a ventoinha centrífuga, que é normalmente utilizada para implementar um aspirador. Outro tipo de bomba de fluxo radial é uma bomba de vortex. O líquido nelas movimenta-se na direcção tangencial em torno da roda de trabalho. A conversão da energia mecânica do motor para a energia potencial do fluxo vem por meio de turbilhões múltiplos, que são excitados pelo impulsor no canal de trabalho da bomba. Geralmente, uma bomba de fluxo radial funciona a pressões mais elevadas e caudais mais baixos do que uma bomba de fluxo axial ou mista.

Bombas de fluxo axialEditar

Estas também são referidas como Todas as bombas de fluidos. O fluido é empurrado para fora ou para dentro para mover axialmente o fluido. Funcionam a pressões muito mais baixas e caudais mais elevados do que as bombas de caudal radial (centrífugas). As bombas de fluxo axial não podem ser operadas até à velocidade sem precaução especial. Se a um caudal baixo, o aumento da altura manométrica total e o elevado torque associado a esta tubagem significaria que o torque inicial teria de se tornar uma função de aceleração para toda a massa de líquido no sistema de tubagem. Se houver uma grande quantidade de líquido no sistema, acelerar a bomba lentamente.

Bombas de fluxo misto funcionam como um compromisso entre bombas de fluxo radial e axial. O fluido experimenta tanto a aceleração radial como a elevação e sai do impulsor algures entre 0 e 90 graus da direcção axial. Como consequência, as bombas de fluxo misto funcionam a pressões mais elevadas do que as bombas de fluxo axial, ao mesmo tempo que fornecem descargas mais elevadas do que as bombas de fluxo radial. O ângulo de saída do fluxo dita a característica de descarga da cabeça de pressão em relação ao fluxo radial e misto.

Bomba de jacto de águaEditar

Esta utiliza um jacto, muitas vezes de vapor, para criar uma baixa pressão. Esta baixa pressão suga o fluido e impulsiona-o para uma região de maior pressão.

Bombas de gravidadeEdit

Bombas de gravidade incluem o sifão e a fonte de Heron. O carneiro hidráulico também é por vezes chamado bomba de gravidade; numa bomba de gravidade a água é levantada pela força gravitacional e assim chamada bomba de gravidade

Bombas de vaporEdit

Bombas de vapor têm sido durante muito tempo principalmente de interesse histórico. Elas incluem qualquer tipo de bomba movida por um motor a vapor e também bombas sem pistões como a de Thomas Savery ou a bomba de vapor Pulsómetro.

Recentemente tem havido um ressurgimento de interesse em bombas de vapor solares de baixa potência para utilização na irrigação de pequenos proprietários em países em desenvolvimento. Anteriormente, os pequenos motores a vapor não eram viáveis devido a ineficiências crescentes à medida que os motores a vapor diminuem de tamanho. No entanto, a utilização de materiais de engenharia modernos acoplados a configurações de motores alternativos significou que estes tipos de sistemas são agora uma oportunidade rentável.

Bombas sem válvulasEditar

Bombas sem válvulas auxiliam no transporte de fluidos em vários sistemas biomédicos e de engenharia. Num sistema de bombeamento sem válvulas, não existem válvulas (ou oclusões físicas) para regular a direcção do fluxo. A eficiência de bombeamento de fluidos de um sistema sem válvulas, contudo, não é necessariamente inferior à de um sistema com válvulas. De facto, muitos sistemas fluídico-dinâmicos na natureza e engenharia dependem mais ou menos do bombeamento sem válvulas para transportar os fluídos de trabalho. Por exemplo, a circulação sanguínea no sistema cardiovascular é mantida até certo ponto, mesmo quando as válvulas do coração falham. Entretanto, o coração de vertebrados embrionários começa a bombear sangue muito antes do desenvolvimento de câmaras e válvulas discerníveis. Nos microfluidos, foram fabricadas bombas de impedância sem válvulas, e espera-se que sejam particularmente adequadas para o manuseamento de biofluidos sensíveis. As impressoras a jacto de tinta que operam com o princípio do transdutor piezoeléctrico também utilizam o bombeamento sem válvulas. A câmara da bomba é esvaziada através do jacto de impressão devido à reduzida impedância de fluxo nessa direcção e reabastecida por acção capilar.