Bomba centrífuga é uma turbo-máquina e é o equipamento mais utilizado para bombear líquidos: no saneamento básico, na irrigação de lavouras, nos edifícios residenciais, na indústria em geral, elevando, pressurizando ou transferindo líquidos de um local para outro.
O rotor de uma bomba centrífuga é uma turbina que cede energia para o fluido à medida que este escoa continuamente pelo interior de suas palhetas. Embora a força centrífuga seja uma ação particular das forças de inércia, ela da o nome a esta classe de bombas. A potência a ser fornecida é externa à bomba, seja um motor elétrico, um motor a diesel, uma turbina a vapor, etc. A transferência de energia é efetuada por um ou mais rotores que giram dentro do corpo da bomba, movimentando o fluido e transferindo a energia para este. A energia é em grande parte cedida sob a forma de energia cinética - aumento de velocidade - e esta pode ser convertida em energia de pressão.
O fluido entra na bomba por um bocal de sucção. Neste bocal a pressão manométrica pode ser superior (positiva) ou inferior à atmosférica: (vácuo) ou pressão negativa. Do bocal de sucção o fluido é encaminhado a um ou mais rotores que cedem energia ao fluido, seguindo-se um dispositivo de conversão de energia cinética em energia potencial de pressão. O fluido sai da bomba pelo bocal de recalque. A energia cedida ao fluido se apresenta sob a forma de diferença de pressão entre a sucção e o recalque da bomba. Esta energia específica (energia por unidade de massa) é conhecida como altura manométrica total (Hman). Em função desta transferência de energia é que podemos elevar, pressurizar ou transferir fluidos.
HISTÓRICO
As bombas centrífugas foram idealizadas muito antes da invenção dos motores elétricos, sendo que a fonte de energia que fazia girar o rotor era o vento ou a roda d,agua.
Segundo Ladislao Reti, engenheiro químico italiano e historiador da tecnologia e da ciência que viveu no Brasil, a primeira máquina que poderia ser caracterizada como uma bomba centrífuga para elevação da lama (mais pesado que agua) foi mencionada por volta de 1475 em um tratado escrito pelo engenheiro italiano Francesco di Giorgio Martini.1 As verdadeiras bombas centrífugas não foram desenvolvidas senão em fins do século XVII, quando Denis Papin construiu um ventilador centrífugo de pás retas conhecido como fole de Hesse. Só no início do século XIX inicia-se a fabricação e o uso de bombas centrífugas, notadamente nos Estados Unidos da América. A dinâmica nas pás (palhetas) do rotor foi introduzida pelo inventor John Appold em 1851 na Inglaterra.
As bombas centrífugas passaram a ser comuns na Europa e nos Estados Unidos da América no último quartel do século XIX, quando passaram a ser fabricadas por diversos fabricantes.
PRINCIPIOS DE FUNCIONAMENTO
Uma bomba centrífuga trabalha transferindo energia cinética para o fluido e transformando-a em energia potencial, seja esta de posição ou, mais frequentemente, de pressão no bocal de descarga da bomba. Esta ação é realizada empregando os conceitos do Princípio de Bernoulli.
Acionada mecanicamente por um eixo rotativo, a rotação do rotor da bomba transfere energia para o fluido através das palhetas do rotor. O fluido presente na sucção entra no olho do rotor - uma cavidade de diâmetro menor, interna - a partir de onde escoa em direção ao diâmetro externo pelos canais formados entre as palhetas do rotor. O fluido deixa o rotor com considerável velocidade absoluta a parcela de energia cinética - que deve ser convertida em energia potencial de pressão. Isto é realizado nas partes não rotativas.
A forma mais frequente de recuperação de energia nas partes não rotativas é uma carcaça com formato espiral, conhecido como voluta, que termina em um bocal de recalque. Uma outra forma usual de dispositivo recuperador de energia é uma série de palhetas estáticas, chamada de difusor. O difusor com palhetas pode ser seguido de um canal de retorno - dirigindo o fluido a outro rotor - ou a um coletor espiral, muito semelhante a uma voluta.
A energia transferida pela bomba centrífuga ao fluido é função do diâmetro do rotor, da rotação de acionamento e do projeto do rotor. Se a descarga requer uma energia ainda mais alta que a fornecida pela bomba ao fluido, não há escoamento: o fluido é somente pressurizado.
Uma bomba centrífuga necessita ser selecionada com vistas a uma aplicação: a simples instalação de uma bomba centrífuga qualquer em uma instalação hidráulica não garante o funcionamento da instalação. A aplicação requer adequação entre a bomba instalada, o sistema de tubulações empregado e do manancial supridor do fluido bombeado.
